dampspanning bij verschillende temperaturen

[Hadeka]

Ik onderzoek een warmtetransport door middel van koken en condenseren - net als een warmtepomp dus - maar zoek een stof welke bijvoorbeeld een kookpunt heeft tussen de 55 en 100 graden Celsius en een hoge druk opbouwt bij ca. 130 graden Celsius.

Hoe kom ik aan die gegevens?

[Benm]

Bij welke druk wil je dat kookpunt tussen 55 en 100 celcius?

[Nimra]

http://nl.wikipedia.org/wiki/Dampdruk

Als je kijkt naar water kan het koken bij 100 graden, maar als je het onder druk ben stijgt het kookpunt ook. Als je water bijv naar onderdruk brengt dan daalt het kookpunt dus kan dan makkelijker verdampen.

[Hadeka]

Als ik water gebruik heb ik bij 130 graden ca. 3 bar en bij 50 graden ca. 0,25 bar. Ik zou graag een stof vinden welke bij deze temperaturen een groter drukverschil hebben. Dan nog het liefst met een kleinere verdampingswarmte dan water. Ik wil het temperatuurverschil gebruiken om daarmee een expansiemoter aan te drijven. Die 130 graden is afvalwarmte en die 50 graden is goed om daarmee eventueel nog sanitair water op te warmen. Zodoende.

Dus bij voorkeur: 130 graden kookpunt komt overeen met 10 bar en dan 55 graden kookpunt komt overeen met < 1 bar. Dan nog liefst ongevaarlijk, kleine verdampingswarmte en niet te duur.

[Benm]

Helaas heb je dat niet voor het kiezen. Voor vrijwel alle stoffen geldt dat de dampdruk ongeveer verdubbeld als je de temperatuur 20 graden verhoogt (althans, in de praktisch -20 tot +100 graden celcius range). Er zijn wel stoffen waarbij het ietsje sneller of langzamer gaat, maar specaculair is dat verschil niet.

Voor die 80 graden temperatuurverschil heb je dus een drukverschil van een factor in de orde van 16. Dat kan voor de ene stof best 13 zijn en voor de andere 20, maar aan bijvoorbeeld een factor 100 zal je niet komen ongeacht wat je gebruikt.

[Michel Uphoff]

Dan denk ik toch snel aan vluchtige stoffen als methanol, aceton, ether, chloroform.

Methanol is de goedkoopste en kookt bij 1 bar op 65 graden bij 8 bar op 130 graden.

Bepaald niet ongevaarlijk, en geen idee wat de extra gevaren onder grotere druk zullen zijn.

[Benm]

Gevaar is meestal de reden om een bepaald middel te kiezen in dit soort situaties. Iets als propaan (evt gemengd met butaan) is bijvoorbeeld qua eigenschappen heel geschikt voor airco's, maar gezien de ontvlambaarheid normaliter niet wat men gebruikt. In de praktijk zijn er wel eens mensen die daar zelf hun (auto) airco mee vullen, en dat is ook wel mogelijk, maar uiteraard wel gevaarlijk bij een aanrijding oid.

Vanwege die gevaren gebruikt men vaak gehalogeneerde alkanen zoals R-134a - qua prestaties werkt dat niet beter dan domweg LPG in je airco gooien, maar bij een lek en een vonkje staat niet meteen het hele systeem in lichterlaaie.

[Hadeka]

Ik denk dat butaan heel redelijk voldoet. Dank jullie voor jullie reactie en hulp in de speurtocht. Het aspect van gevaar moet ik dan nog wel onderzoeken. Het gaat voor mij om een stationaire opstelling en zoveel gas zal er toch ook wel weer niet in zitten.

[Benm]

Ik zou er wel mee oppassen - als je een liter butaan opeens laat ontsnappen is er gerede kans dat er tijdelijk een explosieve concentratie ontstaat. Anderzijds wordt butaan/propaan ook gewoon gebruikt als drijfgas in spuitbussen, en verkocht als aanstekervloeistof.

[Fred F.]

.... zoek een stof welke bijvoorbeeld een kookpunt heeft tussen de 55 en 100 graden Celsius

Ik denk dat butaan heel redelijk voldoet.

Ik denk dat dat met elkaar in tegenspraak is.

Bovendien is butaan moeilijk handelbaar omdat het bij kamertemperatuur en atmosferische druk geen vloeistof is maar een gas.

Hexaan lijkt me gezien de eerste quote logischer, maar zonder duidelijke informatie over het systeem waarin het gebruikt gaat worden is niet zomaar simpel te zeggen welke stof de beste keuze is.

[Benm]

Butaan is bij kamerdruk prima hanteerbaar als je gebruik maakt van dewars en ontstekingsbronnen weg neemt. Het kook ongeveer bij het vriespunt van water, maar als je pakweg een thermosfles met butaan vult is dat een prima hanteerbaar geheel.

Vloeibare ammonia (NH3, kookpunt -33) wordt ook zeer regelmatig gebruikt in organische chemie. Daarbij werkt men met open dewars, maar wel altijd in een zuurkast om de dampen af te vangen. Voordeel van ammonia is dat het een behoorlijk hoge verdampingswarmte heeft en daardoor zelfs bij -33 in een omgeving van +25 heel aardig hanteerbaar is.

Overigens zou ik sterk afraden te werken met ammonia als koudemiddel - het gezondheidsgevaar is gewoon te groot. Bij butaan oid denk je vooral aan brandgevaar, maar als ammonia opeens vrijkomt in een ruimte waar iemand moet ademen is het al snel einde verhaal.