Hi,
ich muss Enthalpie und Entropie für stark übersättigten Dampf bestimmen. Werte aus Dampftabellen sind zu ungenau, kann mir deshalb jemand sagen, ob es Berechnungsformeln gibt? Gibt es eine Möglichkeit die metastabilen Zustände in einem (Gleichgewichts)h-s-Diagramm darzustellen?
Hallo,
der metastabile Zustand lässt sich im genannten Diagramm darstellen. Die Grenzen die den metastabilen Bereich umschließen sind die Spinodallinien. Diese trennen den instabilen vom metastabilen Bereich ab. Berechnungsgleichungen sind nicht trivial. Wenn Du eine thermische Zustandsgleichung für Wasser hast sowie die isobare Wärmekapazität für gasförmiges Wasser als Funktion der Temperatur, dann berechnet man Enthalpiedifferenzen wie folgt:
delta h = Integral von p1 auf p=0 über (V - T(dV/dT)bei p=konst)dp
- Integral von T1 auf T2 über cp(T)dT
- Integral von p=0 auf p=2 über(V - T(dV/dT)bei p=konst)dp
Du mußt dazu natürlich Temperatur und Druck des Anfangs und des Endzustandes kennen.
Gruß
Tom
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@Tom: vielen Dank für deine Antwort,
allerdings hab ich noch Verständnisprobleme mit der Darstellung im h-s-Diagramm, deshalb hier ein konkretes Beispiel:
In einer Düse wird Dampf von der Sättigungslinie ins Zweiphasengebiet entspannt. Für Gleichgewichtszustände endet die Entspannung bei p=p_sat , T=T_sat , h und s.
Wenn man nun einen metastabilen Zustand annimmt und den Dampfdruck am Austritt vorgibt (der Dampf ist noch übersättigt), dann liegen Temperatur und Sättigungsdruck niedriger als im GG-Fall (soweit ich weiß kann man die metastebilen Drücke und Temperaturen durch Extrapolation der Gasphase ins Zweiphasengebiet bestimmen)
Die Spinodale gibt ja nur eine Grenze für maximale Übersättigung vor, der Zustandspunkt am Austritt liegt je nach Übersättigungsgrad zwischen Spinodale und Sättigungslinie (?). Und genau hier liegt mein Problem: Wo liegen die Punkte des metastabilen Dampfs?
Liegen die Punkte im h-s-Diagramm auf den Isobaren des vorgegebenen Dampfdrucks?
Und: Stimmen h oder s im h-s-Diagramm mit den Werten des GG-Zustands überein?
Gruß Peter