Почему увеличение давления пара не вытеснит воду из камеры быстрее?

Этим утром, как и каждое утро, я пил кофе. Однако сегодня он сгорел, потому что я немного перелил воду. Я использую итальянский Percolator/Moka Pot на газовой плите.

Схема итальянского перколятора Изображение итальянского перколятора

Камера А заполнена холодной водой, а камера Б – молотым кофе. Когда вы нагреваете воду, пар накапливается, увеличивая давление в точке А. Затем вода выталкивается через точку В, где она поглощается кофе. Как только кофе расширился, он оказывает большее сопротивление, и поэтому давление в точке А еще больше увеличивается. В этот момент вода затем проталкивается через B и вверх по трубе в C, где она затем выходит пузырями, чтобы заполнить камеру. Это имеет для меня полный смысл.

Однако возникает проблема, когда вы заполняете A выше предохранительного клапана, показанного на втором рисунке. Вода в камере А закипает намного раньше, а затем вытесняется через вентиль, а также из В, где котел свинчивается. На самом деле в камеру C поступает очень мало воды.

В моем понимании, если у вас есть две камеры, соединенные трубой, и вы увеличиваете давление в нижней, то наверняка вода должна поступать в верхнюю камеру с большей скоростью. Кажется, что этот эффект имеет оптимальное давление , выше которого увеличение давления на самом деле вредно для эффекта. Почему это должно быть так, и есть ли название или термин для этого процесса?

Ответы (1)

С вашим клапаном происходят две вещи. Конечно, это защитное устройство - если что-то пойдет не так (заблокируется), вы хотите предотвратить такое повышение давления пара, что он буквально взорвется.

Но я считаю, что высота клапана также играет роль. Формирование парового пузырька в кофе не является непрерывным процессом - вода локально перегревается, тогда в точке зарождения образуется (большой) пузырь. Это означает, что происходит внезапное сильное расширение воды (давление насыщенного пара в перегретой жидкости намного выше атмосферы). Обычно пространство над жидкостью поглощает это (пузырь расширяется, и его давление падает, в то время как давление над объемом выше немного увеличивается). Но когда объем недостаточен (заполнен выше клапана), давление поднимется выше расчетного: поэтому вода будет вытекать из клапана и, возможно, других уплотнений (которые также не рассчитаны на высокое давление). Конечно, такое же давление будет очень быстро прогонять воду через кофе сверху.

Почему заполнение водой над клапаном означает, что в камере А создается более высокое давление? Я этого не понимаю, если только по какой-то причине клапан не открывается для воды так же легко, как для пара. Я полагаю, это возможно. Но даже если это так, как это объясняет, что камера C заполняется меньше, чем когда камера A заполнена ниже клапана?
@DanielSank меньше баллистического объема для поглощения скачка давления после образования пузырька, что повышает давление (для данного Δ н , если п В "=" н р Т затем Δ п "=" Δ н   р Т В - меньше В , больше Δ п ); кроме того, (объемная) скорость, с которой жидкость может выйти из клапана, будет намного ниже (вязкость), чем для пара; затем при более высоком давлении вода вытекает из «уплотнения» между A и C, и именно здесь теряется много воды - по крайней мере, это мое наблюдение и наблюдение OP.
Почему увеличение давления пара не вытеснит воду из камеры быстрее?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v