Verfahrenstechnik für Dummies. Burkhard Lohrengel

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Abbildung 2.12 Wasserdampfgehalt der Luft in Abhängigkeit von der Temperatur bei Umgebungsdruck

      Aus der absoluten Luftfeuchtigkeit f und der Sättigungsmenge f _max kann die relative Feuchte ϕ bestimmt werden:

      (2.15)

      Die relative Luftfeuchtigkeit wird in % angegeben.

Aus Abbildung 2.12 können Sie entnehmen, dass eine Untersättigung des Gases mit Feuchtigkeit vorliegt, wenn bei einer bestimmten Temperatur der Wasserdampfgehalt unterhalb der Sättigungskurve liegt, darüber liegt eine Übersättigung vor. Bei einer Temperatur von 10° C kann die Luft maximal 9,4 g/m³ Wasser aufnehmen. Jede Wasserdampfmenge, die diesen Sättigungswert überschreitet, kondensiert zu flüssigem Wasser, es bildet sich Nebel. Ist der Wasserdampfgehalt kleiner als 9,4 g/m³, kann die Luft noch Wasser aufnehmen.

      Als Tautemperatur wird die Temperatur bezeichnet, auf die Luft und Wasserdampf im untersättigten Zustand abgekühlt werden müssen, um die Sättigungskurve zu erreichen. Eine Unterschreitung der Tautemperatur hat unweigerlich einen Wasserniederschlag zur Folge.

      Das Volumen eines trockenen Gases V _t kann nach der Boyle-Mariotte-Gleichung bei konstantem Druck p aus dem Gesamtvolumen V des feuchten Gases berechnet werden:

      (2.16)

      Dazu müssen Sie nur den Sättigungsdruck des Wasserdampfs bei gegebener Temperatur bestimmen. Dieser kann aus Dampfdrucktafeln abgelesen werden.

      Reales Gas

      Für ein Mol eines idealen Gases muss gemäß Formel 2.6 gelten:

      (2.17)

Wie oben beschrieben, gilt dies aber nur für ideale Gase, was für Drücke größer 20 · 10⁵ Pa nicht mehr der Fall ist. Aus Abbildung 2.13 erkennen Sie, dass die Abweichungen vom idealen Verhalten mit sinkender Temperatur und steigendem Druck größer werden, Sie haben es mit einem realen Gas zu tun.

      Es existieren mehrere Möglichkeiten, das Verhalten eines realen Gases zu beschreiben. Im einfachsten Fall wird die ideale Gasgleichung durch einen Korrekturfaktor (Realgasfaktor Z) an die realen Verhältnisse angepasst:

      (2.18)

Tabelle 2.1 zeigt beispielhaft den Realgasfaktor für Luft bei verschiedenen Drücken und Temperaturen. Für 10 · 10⁵ Pa können Sie näherungsweise noch von idealem Verhalten ausgehen, bereits bei 50 · 10⁵ Pa gilt das nicht mehr, Sie müssen das ideale Gasgesetz korrigieren.