We vonden het interessant om hier eens een CFD-analyse aan te wagen in FloEFD en kwamen tot deze (voor ons) verrassende resultaten. De temperatuur van het gas boven de champagne daalt tijdens het ontkurken met meer dan 100°C en het komt initieel met een supersone snelheid (Mach 2.6) uit de fles.
Tijdens het ontkurken ontsnapt het gas dat zich tussen de champagne en de kurk bevindt. Dit CO2-gas staat onder druk. Deze CO2 komt in de fles door het fermentatieproces, waarin gist de suikers omzet in CO2 en ethanol. Anders dan normale wijn ondergaat champagne een tweede fermentatieproces in de fles (de prise de mousse), waardoor de CO2 dus in de fles blijft tot de kurk eraf gaat en er een flinke overdruk ontstaat.
In het filmpje ziet u het temperatuurverloop tijdens het ontkurkingsproces. Hier is duidelijk te zien dat die sterk daalt wanneer het gas de fles verlaat. Ruim 100°C onder nul dus!
Na deze bevindingen zijn we eens gaan zoeken op internet en vonden een interessant artikel dat dit onderbouwd. De sterke daling van de temperatuur wordt veroorzaakt door de sterke daling van de druk. Des te hoger de begintemperatuur van de champagne, des te lager de temperatuur wordt. Bij hogere temperaturen bevriest zelfs de CO2. In onze simulatie zijn wij uitgegaan van een begintemperatuur van 12°C. Leuk om te zien dat onze resultaten overeenkomen met de resultaten uit het artikel.
Voor de geïnteresseerden hieronder de titel van het artikel:
Unveiling CO2 heterogeneous freezing plumes during champagne cork popping
En hoe zit het nu met de spanningen binnenin de fles, wanneer de kurk er nog op zit? Bij 12°C zorgt de CO2 voor een druk van 6 bar. Met behulp van een FEM-berekening in Creo Simulate hebben we daarnaar gekeken. De spanningen bij de ziel (de deuk aan de onderkant) zijn aanzienlijk. Het is duidelijk dat deze ziel nodig is en dat de vorm ervan invloed heeft op de spanningen in dat gebied.
Watch article video