Air moisture holding capacity in onderduk

[gvanmol]

Hallo,
 
 
Algemeen is geweten dat lucht een hoeveelheid vocht kan opnemen. Hoe hoger de temperatuur, hoe meer vocht de lucht kan opnemen.
Grafieken zijn hiervoor beschikbaar.
 
Ik werk aan een toepassing waar de luchtdruk wordt teruggebracht tot 0,3 bar (-0,7 bar). Ik vraag me af of de vochtopnamecapaciteit nog steeds dezelfde is bij een bepaalde temperatuur? Maw is de air moisture holding capacity van lucht naast temperatuurafhankelijk ook drukafhankelijk?
 
 
Groeten.

[Pinokkio]

Maximale vochtgehalte in gram per m³lucht is alleen afhankelijk van de temperatuur.
 
Daaruit volgt vanzelf dat het maximale vochtgehalte in gram per kg lucht afhankelijk is van temperatuur en druk. Hoe lager de druk des te hoger het vochtgehalte in gram/kg lucht; het is omgekeerd evenredig met de totale absolute druk.

[gvanmol]

Alvast bedankt voor de reactie.
 
Je kan grafieken vinden van de vochtopnamecapaciteit van lucht bij atmosferische druk (zie bijlage).
 
Zijn er analoge grafieken beschikbaar bij -0,7 bar? Of kan je dit gaan berekenen?

[Pinokkio]

Zoals ik al zei: vochtgehalte in g/kg is omgekeerd evenredig met de totale absolute druk.
 
Dus bij 0,3 bar(abs) is het 3,33 keer zo hoog als bij 1,0 bar(abs).

[gvanmol]

Bedankt voor de info. indien je bronnen hebt over dit topic geef gerust eens door.
 
Groeten, Gilles

[Pinokkio]

Bovengenoemde factor 3,33 bij 0,3 bar klopt overigens slechts ruwweg voor het vochtgehalte per kg vochtige lucht.
Gerekend per kg droge lucht is het effect van lage druk hoger.

Om het exact te berekenen heb je alleen een stoomtabel nodig.

Water heeft een dampspanning, afhankelijk van z'n temperatuur. Bij bijvoorbeeld 40 ^oC is de verzadigde dampspanning van water 7375 Pa.

In een ruimte van (zeg) 1 m³ die verzadigd is met waterdamp bij een temperatuur van 40 ^oC zal de partieeldruk van die waterdamp altijd pw = 7375 Pa zijn, ongeacht de druk van eventueel aanwezige andere gassen, of zelfs in afwezigheid van andere gassen.

De hoeveelheid waterdamp n_w in die 1 m³ volgt dan uit de ideale gaswet: n_w = p_w.V/(R.T) = 2,83 mol.
Dat is 51 gram waterdamp in een ruimte van 1 m³ bij 40 ^oC, ongeacht wat de totale druk is.

Als de totale absolute druk 1 bar is, dan is de partieeldruk van lucht gelijk aan p_L = 100000 - 7375 = 92625 Pa en het aantal molen pure lucht n_L in die 1 m³ is dan: n_L = p_L.V/(R.T) = 35,6 mol.

Dat is 1032 gram pure lucht in die ruimte van 1 m³.

Vochtgehalte van de verzadigde lucht bij 40 ^oC & 1 bar is dus

51 / 1032 = 0,049 gram per gram droge lucht,

of 51 / (51 + 1032) = 0,047 gram per gram vochtige lucht.

Als de totale absolute druk 0,3 bar is, dan is de partieeldruk van lucht gelijk aan: p_L = 30000 - 7375 = 22625 Pa en het aantal molen pure lucht in die 1 m³ is dan: n_L = p_L.V/(R.T) = 8,69 mol.

Dat is 252 gram pure lucht in die ruimte van 1 m³.

Vochtgehalte van de verzadigde lucht bij 40 ^oC & 0,3 bar is dus

51 / 252 = 0,202 gram per gram droge lucht,

of 51 / (51 + 252) = 0,168 gram per gram vochtige lucht.

Vochtgehalte per kg droge lucht is bij 0,3 bar dus een factor 4,1 groter dan bij 1 bar.

Vochtgehalte per kg vochtige lucht is bij 0,3 bar dus een factor 3,6 groter dan bij 1 bar.

 

[jadatis]

Ik heb een spreadsheet op Natuurkunde forum gevonden, van een gebruiker met naam die ook hier voorkomt.
Daarin voor temperatuur in graden Celcius de partiële druk van water, dus hoeveel druk 100% luchtvochtigheid is .
Dan maakt het niet uit hoeveel de totaaldruk is.
Kan dit spreadsheet je toesturen per mail , als je me een mailtje stuurt op hotmail.com adres met de gebruikersnaam jadatis.
Heb er zelf nog wat kolommen bij gemaakt voor omrekening naar graden Fahrenheit en PSI druk.
Bekende is 100 graden Celcius, dan partiéle watergasdruk  1013 mbar, dus water kookt dan bij die temp en druk buiten , omdat al het water in de omgeving als gas weg kan.
 
Maar ook bijvoorbeeld in een autoband met 4 bar overdruk dus 5 bar druk in de band, bij een temp in de band van 100 gr C, zal de maximale partiële druk van water als gas die 1013 mbar zijn.
 
Het is dus theoretisch mogelijk om bij 100 gr C in een afgesloten vat , 1013 mb druk te krijgen zonder dat er andere gassen dan water als gas in het vat zit.
 
Ik weet niet of ik het spreadsheet hier bij mag sluiten , onderaan staat iets van copyright.
 
EDIT : in dat spreadsheet bij 70 graden C  Partiële waterdruk 0,3 bar ( -0,7 bar), dus bij die temp is het mogelijk om die druk met 100% water te veroorzaken.

[gvanmol]

Graag had ik hier nog eens op teruggekomen.
 
Uit bovenstaande blijkt:
 
   - Vochtgehalte per kg droge lucht is bij 0,3 bar dus een factor 4,1 groter dan bij 1 bar.
   - Vochtgehalte per kg vochtige lucht is bij 0,3 bar dus een factor 3,6 groter dan bij 1 bar.
   - Wateropnamecapaciteit van lucht vergroot naarmate de temperatuur van de lucht toeneemt bij 1 bar.
 
In mijn toepassing regel ik de onderdruk naar 0,3 bar. Er is dus een regelkraantje vóór het vacuümvat dat een beperkte hoeveelheid lucht toelaat zodat ik kan regelen naar 0,3 bar. 
Ik verwarm deze inkomende lucht (vóór het regelkraantje) naar 60°C. Nu heb ik een bijkomende vraag: 
 
  - Wat is dan de temperatuur van de lucht in het vacuümvat (0,3 bar)? 
  Deze zal dalen volgens mij? Minder botsingsenergie luchtmoleculen?

[Pinokkio]

Als een gas door een ventiel van hoge naar lage druk stroomt heb je te maken met het Joule-Thomson effect, dat geeft kleine temperatuursdaling afhankelijk van de druk voor het regelkraantje.
 
De uiteindelijke temperatuur van de lucht in het vat is afhankelijk van vele factoren. Als dat vat in een ruimte van 20 ^oC staat zal het vat plus de lucht erin een temperatuur hebben ergens tussen 60 en 20 ^oC. Hangt er mede vanaf of en hoe dik het vat geisoleerd is, hoeveel lucht erin en eruit stroomt, en wat nog meer.
 
Simpelste methode om je vraag te beantwoorden is gewoon de temperatuur van de lucht meten, of als dat niet mogelijk is de temperatuur van de wand van het vat meten.

[gvanmol]

Merci voor de reply.
 
 
Ik dacht eerst van volgende uit te gaan: P/T = cte. Dus 1 bar / 60°C = 0,3 bar / x, x = 18°C. Dit zou dan geen juiste redenering zijn?
 
Op die manier zou je de aangezogen lucht tot 200°C moeten opwarmen (1/x = 0,3/60, x = 200°C) opdat in het vat 60°C luchttemperatuur zou heersen (omgevingstemperatuur even buiten beschouwing gelaten).  

[Pinokkio]

Nee, dat is .... onzin.
Zoals ik al schreef gaat het om het JT-effect: https://en.wikipedia.org/wiki/Joule%E2%80%93Thomson_effect
 
Wat is de druk en vochtgehalte van de luchtaanvoer vóór de regelkraan?

[gvanmol]

Enkele gegevens:
 
P luchtaanvoer: 1 bar
Vochtgehalte: ± 75% (kan ongeveer gehalveerd worden als ik een luchtdroger plaats)
Aanzuig vacuümpomp: 20 m³/h
P na de vacuümpomp: 1 bar
Volume vacuümvat: 0,2 m³
Vacuüm: 0,3 bar
Omgevingstemperatuur: 20°C
 
De bedoeling is zoveel mogelijk vocht op te nemen per passage door het vacuümvat.
Grafiek in vorige reactie geeft aan dat de vochtopnamecapaciteit gevoelig toeneemt ifv de temperatuur.

[Pinokkio]

Dus de luchtaanvoer is doodgewone atmosferische lucht.
De temperatuursdaling over het regelkraantje t.g.v. JT-effect is dan verwaarloosbaar.
 
Vergeet die grafiek, gebruik een stoomtabel zoals ik in bericht #6 voorgedaan heb.
De capaciteit van de vacuumpomp is volume per tijdseenheid, dus aan kg/kg heb je sowieso niets.