Der adiabatische Sättigungstemperaturrechner ist ein Spezialwerkzeug, das hauptsächlich in den Bereichen Heizung, Lüftung und Klimatechnik (HVAC) und Umwelttechnik verwendet wird. Er berechnet die Temperatur, bei der Luft adiabatisch gesättigt ist – das heißt, ohne dass bei Kontakt mit Wasser Wärme an die Umgebung abgegeben wird oder abgegeben wird. Diese Temperatur ist entscheidend für die Entwicklung effizienter Kühlsysteme und für Studien im Zusammenhang mit Luftfeuchtigkeit und Klimakontrolle.
Formel des adiabatischen Sättigungstemperaturrechners
Berechnung der adiabatischen Sättigungstemperatur:
Gegebene Parameter:
- T1: Anfangs-Trockentemperatur (°C oder K)
- P: Atmosphärischer Druck (Pa)
- ω1: Anfangsfeuchtigkeitsverhältnis (kg Wasserdampf/kg trockene Luft)
- Cpa: Spezifische Wärmekapazität trockener Luft (J/kg·K)
- CPV: Spezifische Wärmekapazität von Wasserdampf (J/kg·K)
- λ: Latente Verdampfungswärme von Wasser (J/kg)
Ermitteln Sie das endgültige Feuchtigkeitsverhältnis (ω2) bei der adiabatischen Sättigungstemperatur:
- ω2 = (0.622 * Pw) / (P – Pw) woher Pw ist der Partialdruck von Wasserdampf bei der Sättigungstemperatur.
Energiebilanzgleichung:
- Die der Luft in Form fühlbarer Wärme zugeführte Energie entspricht der zum Verdampfen von Wasser erforderlichen Energie: Cpa * (T1 – Ts) + ω1 * Cpv * (T1 – Ts) = ω2 * λ Hier Ts ist die adiabatische Sättigungstemperatur, die wir finden müssen.
Umstellung der Energiebilanzgleichung:
- Ts = (Cpa * T1 + ω1 * Cpv * T1 – ω2 * λ) / (Cpa + ω1 * Cpv)
Tabelle für Allgemeine Geschäftsbedingungen
In dieser Tabelle werden die wichtigsten Begriffe im Zusammenhang mit der adiabatischen Sättigungstemperatur definiert, um das Verständnis und die praktische Anwendung zu erleichtern:
| Bedingungen | Definition |
|---|---|
| Trockentemperatur (T1) | Die Lufttemperatur wird mit einem Thermometer gemessen, das der Luft frei ausgesetzt, aber vor Strahlung und Feuchtigkeit geschützt ist. |
| Feuchtigkeitsverhältnis (ω1, ω2) | der Masse Wasser Dampf pro Masseneinheit trockener Luft. |
| Atmosphärendruck (P) | Der Druck, der durch das Gewicht der Atmosphäre ausgeübt wird. |
| Spezifische Wärmekapazität | Die Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur der Masseneinheit einer bestimmten Substanz um einen bestimmten Betrag (pro Grad) zu erhöhen. |
| Latente Verdampfungswärme (λ) | Die Wärme, die erforderlich ist, um die Masseneinheit einer Flüssigkeit ohne Temperaturänderung in Dampf umzuwandeln. |
Beispiel eines adiabatischen Sättigungstemperaturrechners
Betrachten wir eine Umgebung, in der die anfängliche Trockentemperatur 25 °C, der atmosphärische Druck 101325 Pa und die anfängliche Feuchtigkeitsrate 0.01 kg/kg beträgt. Mithilfe eines adiabatischen Sättigungstemperaturrechners finden wir:
- Wenn der endgültige Feuchtigkeitsgehalt auf 0.02 kg/kg ansteigt,
- Ts = (1005 * 25 + 0.01 * 1860 * 25 – 0.02 * 2260000) / (1005 + 0.01 * 1860) ≈ 18°C
Diese Berechnung zeigt die Temperatur, bei der die Luft vollständig mit Dampf gesättigt ist, ohne dass Wärme zugeführt oder verloren geht, was für Systeme zur Regelung der Luftqualität und -temperatur von entscheidender Bedeutung ist.
Die häufigsten FAQs
Die adiabatische Sättigungstemperatur ist die Temperatur, bei der Luft vollständig gesättigt ist, wenn sie ohne Wärmezufuhr oder -abfuhr abgekühlt wird. Sie ist für die Entwicklung von Klimaanlagen und das Verständnis atmosphärischer Prozesse von entscheidender Bedeutung.
Höhere Drücke können die Sättigungstemperatur erhöhen, da die Luft dadurch mehr Wasserdampf aufnehmen kann, bevor die Sättigung erreicht wird.
Schwankungen des Luftdrucks, der Luftfeuchtigkeit und der Genauigkeit der spezifischen Wärmekapazität können die Ergebnisse beeinflussen.