Entstehung von Wasserdampf bei einer Leckage

Wissenschaft Physik
#1

Hallo an alle,

ich hätte mal eine Frage zum Thema Wasserdampf. Wir haben gerade eben einen Anwendungsfall, bei dem ein Wasser/Glycol-Gemisch (50%/50%) unter Druckbeaufschlagung (ca. 4,8bar - Wasserdampftabelle) in einem Wasserkreislauf auf
150°C erhitzt wird. Außerdem ist zu erwähnen, dass sich 140l Wasser/Glycol-Gemisch im Kreislauf (Tank + Verrohrung) befinden und vielleicht etwa 10l Luftvolumen im Tank befindet. Bei dem System handelt es sich um ein geschlossenes System an dem Prüflinge getestet werden, die über Schläuche angeschlosen werden.

Nun das Worst-Case Szenario:

Im schlimmsten Fall könnte eine Leckage durch abreißen der Schläuche entstehen und würde die Druckbeaufschlagung neutralisieren. Dadurch würde das 150°C heiße Fluidgemisch unter dem norrmal atmosphärischen Druck verdampfen. Die Leckage würde ich hierbei auf 40mm Durchmesser schätzen.

Nun die Frage:

Wieviel Volumen Dampf entsteht schlagartig bei so einer Leckage kurzfristig??
(Man kennt das normal beim Kochen von Wasser im Kochtopf, wenn zunächst der Deckel geschlossen ist und man dann nach gewisser Zeit den Topfdeckel öffnet; entsteht schlagartig eine Dampfwolke)

Vielen Dank schon mal im voraus für die hilfreichen Antworten

Grüße Nuexom

#2

Hallo an alle,

Hallo an dich,

150°C erhitzt wird. Außerdem ist zu erwähnen, dass sich 140l
Wasser/Glycol-Gemisch im Kreislauf (Tank + Verrohrung)

neutralisieren. Dadurch würde das 150°C heiße
Fluidgemisch unter dem norrmal atmosphärischen Druck
verdampfen. Die Leckage würde ich hierbei auf 40mm Durchmesser

Wieviel Volumen Dampf entsteht schlagartig bei so einer
Leckage kurzfristig??

Wer hat den Apparat nach nationalen Regelwerken abgenommen?
Den würde ich fragen, er kann kompetent Auskunft geben.

Gruß

Tankred

#3

unter Druckbeaufschlagung (ca.
4,8bar - Wasserdampftabelle) in einem Wasserkreislauf auf
150°C erhitzt wird.
Nun das Worst-Case Szenario:

Im schlimmsten Fall könnte eine Leckage durch abreißen der
Schläuche entstehen und würde die Druckbeaufschlagung
neutralisieren.

Wieviel Volumen Dampf entsteht schlagartig bei so einer
Leckage kurzfristig??

Apropos: Welche Informationen liefert deine Wasserdampftabelle denn sonst noch so? Ich sehe hier eine Reihe höchst interessanter Spalten, mit denen sich die Lösung deines Problems zumindest grob überschlägig (Glykol lass mal beiseite) bewerkstelligen ließe.

#4

Hallo Tankred,

schon mal vielen Dank für deine schnelle Rückmeldung. Momentan befindet sich die Anlage noch in einer Aufbauphase und wird erst noch geplant. Da ich in der Planung involviert bin, muss ich mich erstmal erkundigen welche Faktoren zu berücksichtigen sind. Aus diesem Grund gibt es da konkret kein Ansprechpartner.

Gruß

Nuexom

#5

Hallo Peter_57,

danke für deine schnelle Rückmeledung. Ich muss ehrlich gestehn, dass ich relativ neu in dem Thema eingestiegen bin und somit als Anfänger gelte. Das Glycol würde ich auch erstmal beiseite lassen und grob nur das Fluid Wasser betrachten. Konkret würde mir die Wasserdampftabelle, die du mir geschickt hast, einen Druck von 4,5bar bei 147,92°C liefern. Inwiefern könnte ich jetzt die restlichen Werte der anderen Spalte für mein Problem nutzen?? Grob überschlagen würde auch schon reichen, um abschätzen zu können, in welcher Größenodrnung ich mit meinem Problem liege.

Gruß Nuexom

#6

Hallo Nuexom,

danke für deine schnelle Rückmeledung. Ich muss ehrlich
gestehn, dass ich relativ neu in dem Thema eingestiegen bin
und somit als Anfänger gelte. Das Glycol würde ich auch
erstmal beiseite lassen und grob nur das Fluid Wasser
betrachten. Konkret würde mir die Wasserdampftabelle, die du
mir geschickt hast, einen Druck von 4,5bar bei 147,92°C
liefern. Inwiefern könnte ich jetzt die restlichen Werte der
anderen Spalte für mein Problem nutzen?? Grob überschlagen
würde auch schon reichen, um abschätzen zu können, in welcher
Größenodrnung ich mit meinem Problem liege.

140 kg Wasser von 147,92 °C haben laut Tabelle ein Wärmeinventar von 140 * 623 kJ. Bei 100°C verteilt sich das Inventar auf x kg Dampf und y kg Wasser, mit der ersten Gleichung (Massenbilanz).

x + y = 140

Die zweite Gleichung ist die Energiebilanz bei 100°C

x * 2675,4 + y * 417,51 = 140 * 623

da kommt für x so roundabout 13 kg Dampf raus, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Mit der Dampfdichte bei 100°C gerechnet (0,5904) sind das knapp 22 Kubikmeter Dampf. Durchschlagend sozusagen!

Gruß

#7

Hallo nuexom,

befindet sich die Anlage noch in einer Aufbauphase und wird
erst noch geplant. Da ich in der Planung involviert bin, muss

wenn es so ist, führt deine Bemerkung im UP in die Irre: „Wir haben gerade eben einen Anwendungsfall, bei dem ein Wasser/Glycol-Gemisch (50%/50%) unter Druckbeaufschlagung (ca. 4,8bar - Wasserdampftabelle) in einem Wasserkreislauf auf 150°C erhitzt wird.“

Laut UP:
„Im schlimmsten Fall könnte eine Leckage durch abreißen der Schläuche entstehen und würde die Druckbeaufschlagung neutralisieren. Dadurch würde das 150°C heiße Fluidgemisch unter dem norrmal atmosphärischen Druck verdampfen“

Wenn sich die Anlage nach deinen Worten noch in der Aufbauphase befindet, würde ich sie so konzipieren, daß sie auch nach Abreißen der Schläuche ein geschlossenes System bleibt (laut UP: „Bei dem System handelt es sich um ein geschlossenes System“) und kein heißes Fluidgemisch nach außen dringen kann.

Ob du später für den Betrieb der realisierten Anlage eine zugelassene Überwachungsstelle benötigst (z. B. DEKRA), kannst du untenstehend prüfen: „Prüfung von Druckanlagen. Regelungen der Betriebssicherheitsverordnung und der TRBS“
http://www.dguv.de/medien/landesverbaende/de/veranst…

Nach deinen Angaben laut UP, betrachte ich den Betrieb der konzipierten Druckanlage für überwachungsbedürftig.
Falls bei der realisierten Druckanlage (laut UP), heißes Fluidgemisch durch Abreißen von Schläuchen - an denen zu testende Prüflinge angeschlossen sind - nach außen dringen kann, bekommst du die Anlage von einer zugelassenen Überwachungsstelle nicht genehmigt.

Gruß

Tankred

#8

Peter_57 vielen vielen Dank für die hilfreiche Antwort.
Bin ein deutliches Stück weiter gekommen.

Gruß