Wasser in gasf├Ârmiger Phase

Hallo!
Es wird in einem Ofen 50kg einer Mischung eingebracht, die zu 20kg aus organischen Feststoffen und 30kg Wasser besteht. Diese Mischung wird
auf 500┬░C aufgeheizt. Der Ofen ist abgeschlossen, jedoch mit Filter und Absaugung ausgestattet.
Ich nehme an, das Wasser wird bei 100┬░C verdampfen, und stellt damit auch das prim├Ąr abzusaugende Volumen dar.
Welches Volumen nehmen diese 30 kg Wasser bei 100 bis 500┬░C und Umgebungsdruck ein?
HC
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begin quoting, Hans-Christian Grosz schrieb:

Molvolumen, Gasgleichung.
Molekulargewicht 18, Luft hat ca. 28-29 und bei Normalbedingungen (273 K) eine Dichte von ungef├Ąhr 1,3 kg/m^3.
Die Dampfdichte ist also
18/28 * 1,3 kg/m^3 * 273/(theta/┬░C + 273)
jedenfalls so ungef├Ąhr.
Das Volumen ist V = m/rho, das ergibt in etwa f├╝r m = 30 kg
theta V/ /┬░C m^3 100 49 200 62 300 75 400 88 500 102
jedenfalls so ungef├Ąhr.
Gru├č aus Bremen Ralf
--
R60: Substantive werden gro├č geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosph├Ąre Autor bi├čchen Ellipse Emission
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Ralf . K u s m i e r z wrote:

Danke, das ist eh schon ausreichend genau :)
HC
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22 Liter pro mol, bei 750 K das dreifache.
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Hans-Christian Grosz schrieb:

Da Du sicher bis zum L├╝fter/Pumpe die Temperaturen nicht auftrecht erhalten wirst, wird das Wasser wohl kondensieren und somit 30l fl├╝ssiges Wasser anfallen. Bei einer bel├╝fteten Apparatur braucht es auch keine Pumpe um Gasf├Ârmiges Wasser abzusaugen. Da braucht es eher eine um Kondensat abzusaugen bzw. einen Ablauf.
Da Dein Ofen nicht druckfest verschlossen ist, wird die Mischung auch nicht ├╝ber 100 ┬░C warm. Erst wenn das Wasser verdunstet ist, steigt dei Temperatur des R├╝ckstands an.
--
Gl├╝ck Auf - Bodo Mysliwietz
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Hi, hah! Erwischt. Und wie br├Ąunt Brot? Deine "Regel" gilt ev in der Wirbelschicht bei Pulversubstrat geringer Korngr├Â├če...wobei man dann aber auch zus├Ątzliche Reibung nicht vernachl├Ąssigen darf.
--
mfg,
gUnther
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gUnther nanon├╝m schrieb:

Weil es an der Oberfl├Ąche w├Ąhrend des Backvorgangs dehydratisiert und damit die Temperaturbegrenzung auf 100 ┬░C fehlt?! Teilweise werden sich die Kohlenhydrate/Eiweisse auch schon so bei 100 ┬░C zersetzen und dadurch eine Farbver├Ąnderung hervorrufen.
> Deine "Regel" gilt ev in der

Ich sehe gerade nicht was Du mir mitteilen willst? Nehmen wir ein Sand/Wassergemisch mit beliebigen K├Ârngr├Âssen - so gehe ich davon aus das die Stellen, die signifikant ├╝ber 100 ┬░C heiss werden, trockene Stellen sind. Eine 10m hohe Sand/Wassersch├╝ttung mit vorliegender hydrostatischer S├Ąule und Koh├Ąsionskr├Ąften habe ich dabei nicht im Auge.
Im Falle des Op gehe ich auch davon aus das es sich bei der organischen Fracht um nicht wasserl├Âsliche und somit nicht ebullioskopisch wirksame Stoffe handelt. Warum sollte ein wasserhaltiges bin├Ąres Gemenge nun an nassen Stellen (deutlich) ├╝ber 100 ┬░C heiss werden k├Ânnen?
--
Gl├╝ck Auf - Bodo Mysliwietz
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Hi, ganz einfach, was immer da trocknet, es bildet irgendwann einen "Klumpen Schlamm" und trocknet an der Oberfl├Ąche, es dampft noch lange von innen, aber die Oberfl├Ąche (und das Ofeninnere) k├Ânnen deutlich hei├čer werden. So backt man Brot...au├čerdem bildet die "Kruste" au├čer einer Dampfsperre auch eine Isolierschicht. Sollte man bedenken, nicht da├č es zu Sekund├Ąreffekten wie Schmelzen oder Sintern/Backen kommt. Dito k├Ânnte es bei schneller Trocknung zu Dampfwegsbildung aka Blasenkammern und Rissen kommen, die die weitere Verwendung erschweren. Solange diese Randbedingungen nicht gekl├Ąrt sind, rate ich nur zu einem Trockenschrank mit einer Dauertemp deutlich unterhalb 100┬░ .Sowieso wird das abdampfende Wasser gel├Âste Mineralien (so vorhanden) an die Au├čenfl├Ąche transportieren und dort auskristallisieren lassen. Salzbl├╝te...auch ist schnelles Backen bestimmter "Schlammarten" riskant, weil es sogar zu "explosiver Entladung" kommen kann. Kennt jeder Keramiker, wie mans nicht machen darf :-)
--
mfg,
gUnther
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gUnther nanon├╝m schrieb:

Du bist in der LAge meine Beitr├Ąge inhaltlich zu erfassen? Wenn Stellen der Kruste deutlich ├╝ber 100 ┬░C heiss werden enthalten diese Stellen sogut wie kein freies fl├╝ssiges Wasser mehr. Wenn ├╝berhaupt nur in Spuren durch siedepunktsbeeinflussende kolligative Effekte und evtl. in sehr feinen Kapillaren. Bei letzterem gehe ich davon aus das sie in den Brotzutaten nicht vorkommen.
Wir orientieren uns hier auch an dem Beispiel 20+30kg zu mischen. Ebenfalls Dampfsperre und Isolationsschicht hin oder her. Willst Du den Siedepunkt von Wasser stark nach oben verschieben mu├čt Du den Druck erh├Âhen. Allein um es bei 200 ┬░C in der Fl├╝ssigen Phase vorliegen zu haben, m├╝sste der Druck auf ├╝ber 15bar ansteigen.
> Sollte man bedenken, nicht da├č es zu Sekund├Ąreffekten

und die sind druckentlastend, damit Siedevorgang und Temperaturbegrenzung entsprechend Siedetemperatur zum Druck.
--
Gl├╝ck Auf - Bodo Mysliwietz
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Hi, ich bin, danke der Nachfrage. Blo├č scheinst Du v├Âllig zu vergessen, da├č die vom OP gegebene "Versuchsanordnung" ein "Gef├Ą├č" impliziert. Oder schwebt der Schlamm-Blob in Antigravitation im Ofen?

Aber leider k├Ânnen solche Entspannungsvorg├Ąnge "explosiv" ablaufen. Wer schonmal "Schlamm" gekocht hat (Kartoffelbrei tuts auch), kennt den Effekt, da├č es sehr schnell gro├če Blasen geben kann, die den Topfinhalt "mal eben so" verdr├Ąngen k├Ânnen. Und keiner kann mir erz├Ąhlen, da├č soeine Dampfblase keinesfalls ├╝ber 100┬░ sein kann, ich habe Dampfkurven gerechnet. ist ne Weile her, aber das "Grundgef├╝hl" sitzt noch. Mag jeder gerne selber nachrechnen, bei welchem Druck welche Dampftemp erreicht wird, in z├Ąhem Schlamm am Boden eines "unbekannten" Gef├Ą├čes kann jedenfalls einiges Unbekannte ablaufen, zumal manche Schl├Ąmme auch noch viskose Effekte zeigen, die einer Gasblasenvergr├Â├čerung proportional zur Verdr├Ąngungsgeschwindigkeit steigenden Widerstand bieten. Druckentlastend sind dagegen nur solche Risse, die auch den "drucklosen" Bereich im Ofen erreichen UND die n├Âtigen Ableitquerschnitte aufweisen. Was durchaus nicht der Fall sein mu├č. Dann pfeifts, bevor es "Plopp" macht und der Lehrling die Werkstatt mit Spachtel und Eimer... Du scheinst ein typischer "Modellrechner" zu sein.
--
mfg,
gUnther
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gUnther nanon├╝m schrieb:

Les Dir das Eingangsposting noch mal durch und sag mir wo da Dampfdrucktopt steht.

Dr├╝cke wesentlich h├Âher als Umgebungsdruck treten nur in sehr kleinen Blasen auf. Spinatblasen werden wohl nur weniger mbar (wenn ├╝berhaupt) ├╝ber Luftdruck liegen bevor es sie zerrei├čt.
> ich habe Dampfkurven gerechnet. ist ne

und Du hast gelesen das ich keinen Fall konstruieren will wo wir eine 10m hohe Sandschlammsch├╝ttugn o.├Ą. konstruieren will? Ich wollte auf den OP eingehen und nicht gleich wieder voll abdriften.
> zumal manche Schl├Ąmme auch noch viskose Effekte zeigen,

Wenn Du schon wieder mit sowas abschweifst, dannn...: Denk doch erstmal ├╝ber Druck (Kraft/Fl├Ąche) und Oberfl├Ąche nach. Dann ├╝ber die wirkenden Kr├Ąfte auf der Innenwand einer Blase und Viskosit├Ąten.
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Gl├╝ck Auf - Bodo Mysliwietz
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*Bodo Mysliwietz* wrote on Wed, 09-10-14 17:48:

Das ist ein sehr vereinfachendes Bild f├╝r Hauptsch├╝ler. Tats├Ąchlich ist der Gleichgewichtszustand bei 101 Cel mitnichten reiner Dampf plus knockentrockener R├╝ckstand und hier wird das Gleichgewicht zudem nicht abgewartet. Richtig ist aber auch, da├č der Gro├čteil der Trocknung auf den ersten f├╝nfzig bis hundert Kelvin stattfindet. Daf├╝r ist der Rest deutlich diffusionsverz├Âgert und beim ersten Erreichen der 500 Cel noch lange nicht alles raus.
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Axel Berger schrieb:

Du versuchst mir jetzt nicht weiss zu machen das in dem bin├Ąrem Gemenge Wasser/Organik an irgendeiner Stelle im Gemenge eine Temperatur von z.B. 200 ┬░C *und* zudem *fl├╝ssiges* Wasser vorliegt?
In meiner Antwort auf gu.na. (MID: snipped-for-privacy@mid.individual.net) hatte ich z.B. von significant h├Âheren Temperaturen geschrieben. Im Eingangsposting heisst es das die Mischung auf 500 ┬░C aufgeheizt wird. Damit ist f├╝r mich signifikant wenn die Fl├╝ssig-Wassertemperatur z.B. mehrere 10 ┬░C ├╝ber dem Siedepunkt bei entsprechendem Luftdruck liegt.
Der "Haufen" kann nat├╝rlich aussen sowie an jedem Punkt Temperaturen zw. 100 ┬░C und 500 ┬░C erreichen, ich bezweifele aber sehr stark das an irgendeinem Punkt, sehr deutlich ├╝ber 100 ┬░C, fl. H2O vorliegt.
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Einen "Teich" fl├╝ssigen Wassers an der Oberfl├Ąche mit h├Âherer Temperatur halte ich auch f├╝r physikalisch zweifelhaft. Aber "feuchte Schichten" am Boden des Gef├Ą├čes und dar├╝ber sich bildende Gasblasen hohen Drucks erlauben durchaus nicht-trockenen Hei├čschlamm. Wer schonmal abgekriegt hat, was bei einer Schlammeruption aus einem Geysir rausmkommt, kennt den Effekt. Ist blo├č Wasser und Dreck, kann aber noch auf der Haut "kochen", trocknet da schnell und gibt dadurch besonders viel seiner Hitze an die Haut ab, hence die unvermutet schlimmen Verbrennungen bei solchen Spritzern. Das ist nicht dasselbe wie etwas verspritzte Suppe, die ist nie w├Ąrmer als 100┬░, da sie ja auch nie den Bereich normalen Luftdrucks verl├Ą├čt.
Deshalb wird beim Schlammerw├Ąrmen stets heftig ger├╝hrt und auf gen├╝gend Sicherheits-Ausdehnungsraum geachtet. Solche "makrophysikalischen" Effekte sind im Labor vermutlich selten, daher begreife ich Deine Unlust, sowas zuzugeben. Mit Gramms und Millilitern passiert da ja auch nix :-)
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mfg,
gUnther
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gUnther nanon├╝m schrieb:

1 2 3
1: Wie relevant soll das jetzt f├╝r den Op mit einer 20+30kg-Mischung sein? 2: Nochmal, wir reden nicht von einem x-Meter hohem Reaktor 3: Ich habe von signifikanter Temperaturerh├Âhung geschrieben *und* extreme wie feine kapillaren ausgeschlossen.

Und Du kannst Dir vorstellen das das Ursprungsgemisch in der Form also noch bei knapp 500 ┬░C erhalten ist? Such doch mal die Daten zum kritischen Punkt von Wasser raus.
> Wer schonmal abgekriegt hat, was bei

Ich hatte hohe hydrostatische S├Ąulen, wegen praxisfremde zum OP, ausgeschlossen.

Du scheinst meinen CV besser zu kennen als ich (ist ja auch nicht das erste mal).
Bitte dnke mal dar├╝ber nach wie in dem Fall des Op das Gemenge erw├Ąrmt wird und wie gross dadurch die wahrscheinlichkeit eines Siedeverzugs im Kern des "Breis" ist.
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Hi, und Du mach bitte mal folgendes Experiment: f├╝lle ein normales (feuerfestes) Reagenzglas mit Honig, erhitze es unten an der Spitze mit dem Bunsenbrenner und guck dabei oben rein, ob es kocht....keine Angst, hei├čer Honig kann nie w├Ąrmer werden als 100┬░, da ja Wasser drin ist. Ist g├Ąnzlich ungef├Ąhrlich....aber bitte sonst macht es keiner, ja?
Mir ist klar, da├č der OP weder schrieb, ob und welches Gef├Ą├č er nutzte noch welcher Ofenhersteller da den Ofen herstellte. Auch wei├č ich nicht, ob der Ofen von oben beschickt oder per T├╝r von der Seite her geladen wurde, wei├č auch nicht obs Oberhitze, Unterhitze oder Wandheizung ist. Darf ich also keine der bekannten Unfallursachen annehmen, einfach weil Dir in soeiner Frage stets ein idealer Ofen begegnet ist? In dem sich jede Masse quasi w├Ąrmesupraleitend verh├Ąlt?
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gUnther
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gUnther nanon├╝m schrieb:

Warum sollte ich? Der OP hat auch nicht geschrieben das er in einem sauberen Gef├Ą├č Wasser geben will, bei dem es anf├Ąnglich zu einer ├ťberhitzung mit Siedeverzug kommt. Nach dem Siedeverzug ist der Siedevorgang dann aber eingeleitet und das Gemisch k├╝hlt auf 100 ┬░C ab.
Der OP nimmt ein *bin├Ąres Gemenge*! Ich gehe auf die technische Fragestellung ein.

Ich glaube die Frage wer hier von welchen Idealf├Ąllen ausgeht ist wohl sehr verschoben. Zumal die Tatsache des OP auch richtig beantwortet wurde.
> In dem sich jede Masse quasi

Soll das jetzt Nonsens sein?
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*Bodo Mysliwietz* wrote on Fri, 09-10-16 20:28:

Adh├Ąsionsgebundenes Wasser ist nicht im eigentlichen Sinne fl├╝ssig. Festoffgemische kennen keine Konvektion und die W├Ąrmeleitung ist begrenzt. An der Stelle, wo die 200 Cel erreicht sind, d├╝rfte fast alles Dampf sein, aber Aufheizung als Prozess ist gerade das Gegenteil von Gleichgewicht.
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begin quoting, Axel Berger schrieb:

Ich wundere mich auch schon die ganze Zeit ├╝ber. Ich zumindest habe kein Problem damit, mir ein 50-kg-"Brot" vorzustellen, dessen ├Ąu├čere Kruste bei 500 ┬░C gl├╝ht und Wasser abdampft, w├Ąhrend sein Kern mit knapp 100 ┬░C vor sich hink├Âchelt. Auf die Dauer wird dann die "Brennzone" ins Innere vordringen und die Masse komplett durchtrocknen - dann steigt deren Temperatur auch ├╝ber 100 ┬░C an. Aber die ganze Zeit ├╝ber ist der Ofenraum mit Wasserdampf bei 500 ┬░C gef├╝llt, und die Frage nach dessen Gesamtvolumen ist nicht direkt absurd.
Gru├č aus Bremen Ralf
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Axel Berger schrieb:

Das ist richtig. Der OP verwendet aber das 2-Phasen-Gemisch fest/fl├╝ssig. Dies ist, chemische Reaktionen ausgenommen, leicht in sich verschiebbar.
> An der Stelle, wo die 200 Cel erreicht sind, d├╝rfte fast

Sag ich doch ;-) Genaugenommen klammere ich bei dem angesprochenen System das Wort "fast" bei 200 ┬░C auch noch aus. Bei einer Bodenheizung in einem "Schlammbottich" k├Ânnten nat├╝rlich Siedeverz├╝ge auftreten. Je nach Feststoffmaterial w├Ąren die aber sogar v├Âllig auszuschliessen.
> aber Aufheizung als Prozess ist gerade das Gegenteil

Nat├╝rlich. Ist jedoch alles Wasser verdampft w├╝rde sich das Gleichgewicht einstellen. Das u.a. allerdings nicht viel organische Substanzen gibt die ├╝berhaupt unzersetzt 500 ┬░C erreichen, steht nochmal auf einem anderen Blatt.
Was der OP genau vorhat w├╝rde mich schon interessieren.
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Gl├╝ck Auf - Bodo Mysliwietz
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