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11.6 h,x-Diagramm für feuchte Luft

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Für die Lüftungs- und Klimatechnik müssen die verschiedene Zustände der feuchten Luft in einem Diagramm veranschaulicht werden können. Die feuchte Luft kann als Zweistoffgemisch von trockener Luft und Wasserdampf aufgefasst werden.

Enthalpie der feuchten Luft

Nach dem Gesetz von Dalton verhalten sich die Komponenten eines Gasgemischs unabhängig voneinander. Die spezifische Enthalpie der trockenen Luft ist (Nullpunkt der Enthalpie per Konvention bei 0 °C):

Die spezifische Enthalpie des Wasserdampfs (Nullpunkt per Konvention: Flüssigkeit bei 0 °C):

Die feuchte Luft setze sich zusammen aus 1 kg trockener Luft und x kg Wasserdampf. Die Enthalpie von (1+x) kg feuchter Luft ist somit:

ha spezifische Enthalpie der trockenen Luft in kJ/kg
hv spezifische Enthalpie des Wasserdampfs in kJ/kg
h spezifische Enthalpie der feuchten Luft in kJ pro (1+x) kg feuchte Luft bzw. kJ pro kg trockene Luft
cp,a spezifische Wärmekapazität der trockenen Luft 1,0 kJ/kgK
cp,v spezifische Wärmekapazität des Wasserdampfs 1,9 kJ/kgK
θ Temperatur der feuchten Luft in °C
r spezifische Verdampfungswärme des Wassers bei 0 °C: 2500 kJ/kg
x Wasserdampfgehalt in kg pro kg trockene Luft

Bei konstanter Temperatur (Parameter) ergeben sich Geraden gemäss Bild 11.7.

Darstellung der Funktion h = f(x)

Bild 11.7 Darstellung der Funktion h = f(x)

Relative Feuchte und Wasserdampfgehalt

Zwischen der relativen Feuchte und dem Wasserdampfgehalt besteht folgender Zusammenhang:

p Gesamtdruck der feuchten Luft (Atmosphärendruck) in Pa
φ relative Feuchte
ps Sättigungsdampfdruck bei der gegebenen Temperatur in Pa, z.B. bei 20 °C: 2340 Pa

Setzt man für die relative Feuchte φ = 1, so erhält man den Wasserdampfgehalt bei Sättigung, d.h. den maximalen Wasserdampfgehalt, ohne dass sich Flüssigkeit ausscheidet. In Bild 11.7 sind Taulinien für Gesamtdrücke von 1 bar und 0,75 bar (entsprechend etwa 2500 m ü.M.) eingezeichnet.

Mollier-Diagramm

Das obige Diagramm ist unpraktisch, da die Isothermen im ungesättigen Gebiet steil verlaufen. Deshalb wird das h,x-Diagramm im schiefwinkligen Koordinatensystem gezeichnet, sodass die Isotherme 0 °C horizontal zu liegen kommt (Bild 11.8). Weiteres zum h,x-Dagramm in [Sie1].

h,x-Diagramm für feuchte Luft

Bild 11.8 h,x-Diagramm für feuchte Luft


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2017-01-06T10:58:35+00:00
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