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Partialdruck des Wasserdampf bei versch. Gesamtdrücken

Diskutiere Partialdruck des Wasserdampf bei versch. Gesamtdrücken im Forum Bauphysik allgemein auf Bauexpertenforum.de


  1. #1

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    Partialdruck des Wasserdampf bei versch. Gesamtdrücken

    Ich bin Schüler einer Fachschule für Technik Fachbereich
    Heizung - Lüftungs- und Klimatechnik .
    Zur Zeit bearbeiten wir in Klimatechnik die Luftzustände.
    Unser Lehrer kann uns leider den Zusammenhang zwischen Partialdruck des Wasserdampfes und Gesamtdruck nicht erklären.

    Er sagt , egal wie groß der Gesamtdruck ist, wir sollen aus den
    Tabellen für 1000 mbar den Partialsättigungsdruck des Wasserdampfes benutzen, um weitere Werte zu berechnen.

    Mir ist dabei nicht ganz klar, das z.B. bei 2000 mbar der
    Partialsättigungsdruck der Gleiche sein soll wie bei 1000 mbar.
    Unsere Fachbücher helfen da auch nicht weiter, da nur Beispiele für 1000 mbar angegeben sind.

    Über eine plausible Erklärung der Zusammenhänge wäre ich
    sehr Dankbar.

    Gruß

    Thorsten Kern
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  2. Partialdruck des Wasserdampf bei versch. Gesamtdrücken

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  3. #2

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    Der Sättigungsdruck jedes einzelnen Luftbestandteils ist fast unabhängig von den anderen Luftbestandteilen, die noch vorhanden sind. Der maximale Partialdruck (Sättigungspartialdruck) ist der Druck, bei dem eine Flüssigkeit siedet. Bei etwa 1000 mbar (= 100 000 Pa) ist der Siedepunkt ca. 100°C und der der maximale Partialdruck des Wasserdampfes eben auch 1000 mbar. Ihnen ist vielleicht bekannt, daß auf hohen Bergen die Siedetemperatur wegen des verringerten Drucks niedriger liegt. Und wenn der Druck noch genügend weiter reduziert wird, siedet das Wasser eben auch schon bei +10°C oder unter 0°C sublimiert das Eis. Und der Siededruck bei gegebener Temperatur ist eben der maximal mögliche Dampfdruck.

    Diese Tatsache gilt nicht nur für das Wasser, sondern auch für den Sauerstoff, Stickstoff usw. Der Unterschied ist nur, daß der Siedepunkt des Sauerstoffs bei ca. -170°C liegt - bei Normaltemperaturen liegt deshalb der Sauerstoff und die meisten anderen Luftbestandteile gasförmig vor.

    Mir kommt meine Erklärung etwas verschwommen vor, aber ich weiß es nicht, wie ich es besser auf Sie abstimmen kann, bei etwas unklarem weiter fragen.
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  4. #3
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    Nach meinen Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik 03/04 Recknagel Sprenger Schramek Tafel 1.3.4-1 ist der Dampfdruck (Partialsättigungsdruck)
    ps bei z.B.
    t=95 °C
    Ps=845,3 hPa,
    xs=3400,97 gw/kg t.L.

    Bei t=30 °C
    Ps=42,42hPa
    xs=27,56 gw/kg t.L.

    bei P=1000hPa.
    als Hinweis steht da:
    berechnet mit Approximationsgleichung für ps(t) nach Glück, B.:Zustands- und
    Stoffwerte(Wasser, Dampf,Luft),Verbrennungsrechnung.Berlin: Verlag für
    Bauwesen, 2.erw.Auflage 1991

    Um genauer meine Fragestellung zu verdeutlichen werde ich mal kurz die Aufgabenstellung notieren:

    Durch eine Druckleitung mit 20mm Durchmesser strömt feuchte Luft von 30°C
    und 20% r.F unter einen Druck von 2 bar und mit einer Geschwindigkeit von 15
    m/s. Berechnen Sie:
    a) Die spezifische Enthalpie und den Feuchtegehalt
    b) den Massestrom der trockenen und feuchten Luft
    c) die Temperatur, bei der sich Wasser ausscheidet

    Dafür brauche ich ps bei t=30°C und p=2000 hPa.

    Ist ps bei 2000 hPa gleich wie bei 1000 hPa?

    Im gleichen Taschenbuch ist ein h,x Diagramm, welches Umrechnungsfaktoren hat für r.F, Spezifisches Volumen, und den Partialdruck Dampf für Drücke von 1013,25 mbar bis 800 mbar.

    Nur die Zusammenhänge sind nicht dokumentiert.

    Dies macht mich alles was unsicher im Umgang mit den Größen.

    Bin ich eigentlich hier im richtigen Forum mit meiner Frage, hat ja eigentlich nix mit Bauphysik zu tun, jedoch wurde es mir empfohlen, da hier die Fachleute sitzen.


    Gruß
    Thorstzen Kern
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  5. #4

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    "Ist ps bei 2000 hPa gleich wie bei 1000 hPa?"
    Hatte ich doch geschrieben.
    deswegen Dampfdruck 42,42hPa x 20 % = 8,484 Pa

    Das ist das einzige Sichere. Die Geschwindigkeitsverteilung im Querschnitt ist nicht konstant und welche Geschwindigkeit ist gemeint. Ich ergänze mal die Angaben, die möglicherweise gemeint sind. Die Geschwindigkeitsverteilung im ganzen Querschnitt ist als konstant anzunehmen und die Geschwindigkeitsangabe bezieht sich auf die feuchte Luft.

    Nun rechnen Sie erst mal weiter und wenn Fragen sind, weiter Fragen - aber trotzdem anstrengen, denn Sie!!! sollen lernen. Aber wenn Ihnen etwas fehlt, um weiterzukommen: fragen!!
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  6. #5
    Avatar von Herbert
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    Hab' ich doch gesagt,

    dass wir den Experten im Forum haben! Ich war der Empfehler.
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  7. #6

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    Ergänzung

    hallo Thorsten,

    ich ergänze mal die Angaben von Herrn Ebel:
    1. Wasserdampfdruck, der in der Luft enthaltene Wasserdampf übt, entsprechend seinem absoluten Gehalt, einen dem athmosphärischen Druck überlagernden Druck (Dampfdruck) aus, der angegeben werden kann, wenn mann die temperatur und die relative Feuchte der Luft kennt. Die maßeinheit für den Dampfdruck ist der gleiche wie für den Luftdruck.
    Wasserdampfteildruck (Partialdruck des Wasserdampfes) in Pa=N/m², abhängig von Ttr und Tf
    p=ps (Tf) - 66,9 (Ttr - Tf)

    Wasserdampfsättigungsdruck in Pa=N/m², abhängig von T
    ps=611exp((T - 17,082) / (T 234,3)) bei T> 0 C
    ps=611exp((T - 22,443) / (T 272,44) bei T< 0 C

    exp. mit Basiszahl e
    Tf = Feuchttemperatur
    Ttr = Trockentemperatur

    Wie Du sieghst, kommt in keiner Gleichung der Luftdruck vor.

    Zur Erklärung zitiere ich den Höfling:
    Der Sättigungsdampfdruck eines Gases ist unabhängig von dem Druck sonst noch vorhandener Gase oder Dämpfe. Der Gesamtdruck des Gemisches ist gleich der Summe derjenigen Drücke, die jeder Bestandteil ausüben würde, wenn er den Gesamtraum alleine ausfüllte. Daltonsches Gesetz.

    Das Vorhandensein von Luft hat also auf die Größe des Dampfdruckes irgendwelcher Flüssigkeiten ( wie z.B. Wasser, Alkohol, Äther oder Benzol) keinen Einfluss. Lediglich die zur Erreichung des Sättigungsdampfdruckes erforderliche Zeit wird etwas vergrößert, weil die in den Gasraum gelangenden Dampfmolekeln durch die schon vorhandenen Luftmolekeln behindert werden.
    Weiterhin gilt, dass der Feuchtegehalt der Luft in g/m³ sich auf die Masse von 1 kg Luft bezieht. Häufig wird diese Masse mit der Dichte der Luft verwechselt, die ja mit zunehmender Höhe exp. abnimmt.
    Nun hoffe ich, Deinen Wissensdurst noch etwas gestillt zu haben,

    mfg Hajo Scholl
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