Kondensat aus Wasserdampf < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:20 Di 17.03.2015 | | Autor: | Matze92 |
Hallo,
ich habe Sattdampf bei 100 Grad Celsius und 1,013 bar(abs).
Ich würde gerne den Kondensatanfall berechnen, der entsteht, wenn ich diesen Dampf durch eine 3m lange Leitung schicke.
Ich habe zunächst die Wärmeleitung des Rohrs und der dazugehörigen Isolierung berücksichtigt.
Meine Verlustwärme berechnet sich für ein zylindrischen Körper wie folgt, dabei vernachlässige ich das Rohr, da es dünnwandig ist. Somit habe ich einen einfachen Zylinder:
[mm] \dot{Q}=\frac{2\cdot \pi \cdot l \cdot \lambda\cdot (T_1-T_2)}{ln(r_2/r_1)}
[/mm]
Dabei ist Lambda meine Wärmeleitfähigkeit der Isolierung, l die Länge des Rohres, T1 die Innentemp und T2 die Außentemp.
Wähle ich für Lambda = 0,015 W/mK
T1 die Sattdampftemperatur = 100 Grad Celsius = 373 K
T2 für 20 Grad = 293 K
r1=0,025 m
r2= 0,125m (r1+100 mm Isolierung)
l = 10m
Erhalte ich für den Wärmestrom:
Q=46,84 W
Nun wollte ich die Temperaturänderung meines Dampfes berechnen, dabei nehme ich an, dass ich nur Dampf habe, somit gilt:
[mm] \dot{Q} [/mm] = [mm] \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta [/mm] T
Nun könnte ich ausrechnen, um wieviel Grad meine Temperatur absinkt, allerdings fehlt mir nun ein Schritt, wie ich auf die Kondensatmenge schließen kann, die anfallen würde.
Kann mir jemand helfen, bzw. gibt es alternative Ansätze?
Danke!
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:10 Mi 18.03.2015 | | Autor: | leduart |
Hallo
ich denke nicht, dass du so rechnen kannst. sobald die Dampftemperatur bei dem Druck versucht zu sinken, kondensiert er , dabei wird die Verdampfungswärme frei. Aber wie man das jetzt genau rechnet weiss ich nicht. es wird Q abgeführt, und die vVerdampfungswärme zugefüjrt, daraus müsste sich die kondensierte Menge ergeben.
Gruß leduart
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Hallo!
Zunächst stimmt was mit deiner Formel nicht, denn das Ergebnis hat die Einheit W*m...
Der Logarithmus beschreibt die Geometrie des Wärmeflusses in der Wand, aber genauso, wie ein langes Rohr mehr Wärme abgeben kann, sollte eines mit größerem Durchmesser das auch tun.
Ansonsten: Wenn dem Dampf Wärme entzogen wird, kondensiert er zunächst, und erst, wenn kein Dampf mehr da ist, kühlt das Wasser ab.
Ich geh mal davon aus, daß permanent Dampf durch das Rohr strömt, der Druck also konstant bleibt, und das Kondensat nicht weiter abkühlt. Die Verdampfungsenthalpie (von Wasser) ist $h=2,26MJ/kg$, es gilt daher [mm] \dot{Q}=h*\dot{m}. [/mm] Du mußt also nur noch gleich setzen, und nach [mm] \dot{m} [/mm] auflösen.
Allerdings ist das ganze nur ein Modell. So wird davon ausgegangen, daß das äußere des Rohrs ringsrum exakt 20°C hat, was bei Konvektion nicht unbedingt so ist. Und dann gibts da noch die Übergänge zwischen den Materialien, die wirken auch leicht isolierend.
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