2 Fragen: Transportfluessigkeit / Enthelung (Helium austreiben)

Feb 18, 2005 27 Replies

Hallo Leser,



jemand denkt über ein Wärmetransportsystem nach, das Wärme von einem Kreislauf A auf einen Kreislauf B übertragen soll. Kreislauf B soll dabei bei unseren Betrachtungenen keine Bedeutung zugestanden werden. Der Arbeistbereich von Kreislauf A liegt im Bereich zwischen rund 60 und



250 Grad Celsius, es soll mit geringem Druck (deutlich unter 10 bar) gearbeitet werde.

Problem eins: Gesucht ist eine Transportflüssigkeit mit angemessenen thermischen Eigenschaften für eben solch ein Wärmemedium. Sie soll entsprechende physikalische Eigenschaften besitzen (Wärmeleitfähigkeit,



-kapazität, etc. - bei diesem Thema kenne ich mich nicht so aus, vielleicht können die Physiker darauf aufmerksam machen, falls hier jemand eine Flüssigkeit vorschlägt, wo das nicht passt). Desweiteren soll sie keine Oxydierenden Säuren enthalten (vermutlich am besten Säurefrei), ebenso unerwünscht sind das Vorliegen oder die Bildung von Halogenen. Ausserdem soll sich darin Helium lösen, je mehr desto besser, aber das Lösevermögen soll nicht das Hauptargument für das Medium sein.



somit kommen wir zu



Problem zwei: Die unter "Problem eins" gesuchte Transportflüssigkeit kommt mit Helium in Kontakt, und dieses Helium muss wieder raus. Es wird also eine geeignete Möglichkeit zur Enthelung (oder sagt man Entheliung?) gesucht. Wie genau dies zu geschehen hat, darüber bin ich noch gänzlich unklar. Möglicherweise kann man durch Temperaturänderung das He wieder rausbringen ("austreiben") oder durch eine Druckänderung (Unterdruckentgasung). Vielleicht hat jemand viel bessere Vorschläge. Wichtig ist eigentlich nur eins: das Wärmemedium muss den Enthelungsprozess unbeschadet überstehen, da es wiederverwendet werden soll.



So, nun seit ihr dran. Ich bin für alle Vorschläge dankbar, wenn etwas unklar ist könnt ihr gerne nachfragen. Jede Antwort kann hilfreich sein, also zögert nicht zu schreiben. Verweise auf Webseiten werden ebenfalls gerne angenommen. Das Post erscheint in dsc, dsp, dsim und datm. Fup2 ist nach de.sci.ing.misc gesetzt, kann aber auch gerne umgebogen werden. Dem Vorschlags-Fup2 muss nicht Folge geleistet werden, ich lese alle vier Gruppen regelmäßig.



Bester Dank im voraus, michael_siegen


Michael Siegen schrieb:

Liegt ja eh als Gas vor. Also an einem Punkt oberhalb der Flüssigkeit abziehen/ablassen. Das Helium der Gasphase wieder zu reinigen und in den Prozeß einzuschleusen ist dann sicher wesentlich einfacher da dazu eine breite Pallete beknnater Methoden genutzt werden kann.

Wenn es Dir um die Reingewinnung der Flüssigkeit geht würde ich die Unterdruckentgasung vorziehen da der Dampdfruck der Flüssigkeit bei niedriger T die Gasphasenkonz. niedrig hält.

Das ist soweit ersichtlich. Was ist mit dem Helium? Das willst Du doch sicher nicht im grossen Rahmen in die Atmosphäre verschwenden?

Aber wie sollen dann alle anderen am Austausch teilnehmen? IMHO sinnvoller dem Fup2 zu folgen - done.

Moin,

Michael Siegen hat geschrieben:

Bei den Temperaturen bietet sich doch simples Wasser an. Mit dem Übergang zwischen flüssig und gasförmig. Das bringt nämlich eine sehr große 'Wärmekapazität'.

CU Rollo

Roland Damm schrieb:

nur kann er mit den geforderten "deutlich unter 10 bar" nichtmal 180 °C als Flüssigphase erreichen und die Löslichkeit von He (warum auch immer) ist darin nicht die Welt. Mir ist eh keine Flüssigkeit bekannt die in nennenswerten Grössenordnungen He löst.

Moin,

Bodo Mysliwietz hat geschrieben:

Klar, ich meinte ja auch, daß mit dem Verdampfen des Wasser der Wärmetransport so einiges Effektiver wird. Wenn allerdings eine Gasphase nicht erlaubt ist, dann natürlich nicht.

Ich wüste auch nicht, warum sich Helium als Edelgas extrem kleiner Molmasse überhaupt in irgendwelchen Füssigkeiten besser lösen können sollte, als in anderen. Helium diffundiert halt darein, so wie es sogar in z.B. Eisen auch reindiffundiert.

CU Rollo

Hallo ihr zwei,

Das steht so noch gar nicht fest, ich dachte immer an eine Flüssigkeit, aber wenn Dampf Wärme besser leitet als Wasser, dann sollte man das so veruchen. Das Ganze ist ja auch noch etwas sehr gedankliches, darum kann man ja noch flexibel sein.

Das Helium kommt in einem kleinen, warmen Punkt in den Kreislauf. Dort, wo auch die Wärme entsteht, die mit dem Medium transportiert wird.

Gut, also eine Dampfanlage. Vielleicht sogar ein Siedewasser-Design, da müsste es genug Doku drüber geben. Btw von Westinghouse solls einen ganzen Reaktor in VRML geben, hat die wer zufällig komplett?

Naja, ich weiss zum Beispiel gar nicht, ob das mit der Molmasse zusammenhängt. Mit Dampf müsste es ja in beliebigem Verhältnis mischbar sein.

Jo, aber das dürfte wohl egal sein. Hauptsache das Helium kommt wieder raus aus dem Dampf. Darf man He eigentlich unbegrenzt freisetzen?

Gruß, Michael

Hehe, der einzige der Dir das verbietet ist Dein Geldbeutel ...

Wolfgang

Moin,

Michael Siegen hat geschrieben:

Wasser zu verdampfen kostet bei Normaldruck so viel Energie, wie die gleiche Menge flüssiges Wasser um runde 70K aufzuheizen. Deshalb kann es sinnvoll sein, der Übergang flüssig->gasförmig erhöht auf die Weise sozusagen rechnerisch die Wärmekapazität ganz gewaltig.

Molmasse deshalb, weil Helium wegen so kelienr Molmasse auch so extrem kleine Atome hat. Die passen in jede Lücke und sind obendrein elektrisch nach außen hin komplett neutral (Edelgas halt). Deshalb passt in ein Volumen von soundoviel Lieter soundsoviel kg Heluim bei bestimmten Druck, einigermaßen egal was sich in dem Volumen noch so alles an anderen Stoffen befindet. Nur daß andere Stoffe das frei verfügbare Volumen ein wenig verkleinern, aber das war's auch schon. Und die Diffusionsgeschwindigkeit wird natürlich beeinflußt.

CU Rollo

Roland Damm schrieb:

und sprechen beim He auch lieber von Atommasse ;-)

Roland Damm schrieb:

Ob die Kalkulation Sinn macht kann man erst sagen wenn man weiss was er warum kühlen muss. Die Ausbildung von Gasphase an einem heissen Körper kann natürlich auch lokale Überhitzung bedeuten.

Hmm, mir als Laien stellt sich da grad die Frage: was machen eigentlich Leute, die eine kerntechnische Anlage haben, wo 3He frei wird. Das diffundiert dann ja wohl auch durch Blei durch.

22,4 Liter, pro Mol bei Zimmer, iirc.

Die Partialdruck-Geschichte, stimmts?

Gasdiffusion ist immer interessant, erzähl mehr!

Dankend, Michael (Wieder XPost, da neue physikalische Zusammenhänge). Fup2 de.sci.ing.misc wegen dem Ursprungsthread.

PS: Wieviel H-Atome bringt man eigentlich an ein Palladiumatom, und welchen Anteil am Volumen nehmen diese ein? Kann man da eigentlich mit einem zusätzlichen Magnetfeld was machen, in die Richtung, H-Atome weiter zusammen zu bringen?

Wahrscheinlich ignorieren sie's einfach --- da es weder radioaktiv noch sonstwie sonderlich schaedlich ist, kann man's einfach mit der Atemluft austauschen.

Falls man es aber wirklich loswerden will: Hinter'm Blei ordentlich Seitenwind machen, der das 3He mitreisst, und es dann chemisch oder wie auch sonst gerade passend abscheiden. Die selbe Methode, mit der man auch dem *viel* gefaehrlicheren, weil explosiv brennbaren Wasserstoff in Hochdruck-Reaktoren der Chemie (klassisch: Haber-Bosch-Synthese) Herr wird.

So kalt ist es bei Dir? Die 22,4 l/mol beziehen sich auf "Normalbedingungen". und das sind u.a. 0 °C.

Weil 0 °C nicht "normal" ist, heißt es nach DIN 1343 "Normzustand", "Normbedingungen", "Normvolumen" usw.

Heute nimmt man meist SATP (Standard ambient temperature and pressure, also 298,15 K und 1 bar), udn dabei ergibt sich ein Molvolumen des idealen Gases von 24,7 l.

Bdd Patrick

Hallo,

Patrick W=FCstenberg schrieb:

Wer ist Wo "normal SATP"? bar ist nicht SI gef=F6rdert.

Welches Normenkonsortium?

(bin auch mal zu faul zum suchen)

SATP ist definiert als 298,15 K ("Raumtemperatur") und 1 bar.

Was hat das damit zu tun? Standardbedingungen definiert ,man oder nicht. Man kann sie sogar in SI-Einheiten ausdrücken... Ansonsten verweise ich auf: 1 bar=10^5 Pa

Das ist keine technische Norm wie DIN oder so, sondern eine internationale Gepflogenheit in den Naturwissenschaften. Auf diese Werte werden z.B. tabellierte Angaben von Standard-Enthalpien, -entropien, -Gibbsenergien, Normalpotentialen etc. bezogen).

Das merkt man.

Bdd Patrick

Aber akzeptabel, wie cm.

Michael Dahms

Nicht nur akzeptabel, sondern gesetzliche Einheit in allen Ländern der EU.

Thomas Budich schrieb:

Hallo,

f=FCr eine Pressluftflasche beim Tauchen 20.000.000 Pascal anzugeben ist =

etwas unpraktisch, aber 20 MPa geht ja auch.

Bye

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