Verfahrenstechnik und Technische Chemie
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Technische Chemie. Einführung in die chemische Reaktionstechnik
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Verfahrenstechnik und Technische Chemie Das Forum für die Chemie jenseits von Reagenzgläsern und Glaskolben. Hier können Probleme der Reaktionstechnik sowie der thermischen und mechanischen Stoffwandlungs- und Trennprozesse diskutiert werden.

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Alt 23.05.2018, 14:15   #1   Druckbare Version zeigen
CFCLamps Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 11
Temperatur nach Verbrennung

Hallo zusammen,

kurz zu meinem Problem/Fragestellung.

Ich habe einen Trockner in dem ich meine Hallenluft(vorgewärmt) blase. Gleichzeitig verbrenne ich Erdgas ebenfalls unter Zufuhr der vorgewärmten Hallenluft. Wie kann ich jetzt den Zustand(Temp,Feuchte) meiner "Luft" innerhalb der Kammer bestimmen?

Mir fällt dazu nicht wirklich ein geeigneter Ansatz ein. Hätte zuerst gesagt h-x-diagramm aber ich mische ja im Prinzip Abgas mit Luft

Und wie bestimme ich die Temperatur meines Abgases nach der Verbrennung
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Alt 24.05.2018, 21:15   #2   Druckbare Version zeigen
Prototyp Männlich
Mitglied
Beiträge: 19
AW: Temperatur nach Verbrennung

Geht wahrscheinlich nur in dem man die ein und ausgehenden Wärmemengen und Massen bilanziert und zudem berechnet was bei der Erdgasverbrennung an Wärme und Wasser entsteht.
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Alt 25.05.2018, 07:31   #3   Druckbare Version zeigen
CFCLamps Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
AW: Temperatur nach Verbrennung

Das wäre auch meine Idee gewesen, nur kann ich denn noch mit dem h-x Diagramm rechnen, wenn ich nach dem Mischen meines Verbrennungsabgases mit der Frischluft nicht nur Wasser, sondern auch CO2 und Konsorten in der Luft habe?
CFCLamps ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.05.2018, 23:23   #4   Druckbare Version zeigen
pleindespoir Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.310
AW: Temperatur nach Verbrennung

Mit dem Abgas einer Gasflamme irgendwas trocknen zu wollen, könnte ziemlich schwierig werden. Es entsteht richtig viel Wasserdampf und der kondensiert gern mal da ab, wo es eigentlich grad hätte trocken werden sollen.

Ich habe das mal erlebt, als ein Geschäftspartner seine Fabrikhalle mit dutzenden Gasheizlaternen heizen wollte - das Kondenswasser ist an Wänden und Regalen runtergelaufen und die gefühlte Kälte in der Halle war so schlimm, dass ich zwischendurch raus bin und mich bei Minusgraden draußen "aufgewärmt" habe...
__________________
Schach is voll langweilig:
Immer die gleiche Map und die Charakter kann man auch nicht modden.
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Alt 27.05.2018, 12:21   #5   Druckbare Version zeigen
Prototyp Männlich
Mitglied
Beiträge: 19
AW: Temperatur nach Verbrennung

Zitat:
Zitat von CFCLamps Beitrag anzeigen
Das wäre auch meine Idee gewesen, nur kann ich denn noch mit dem h-x Diagramm rechnen, wenn ich nach dem Mischen meines Verbrennungsabgases mit der Frischluft nicht nur Wasser, sondern auch CO2 und Konsorten in der Luft habe?
Also das ist nicht das Gebiet mit dem ich tagtäglich zu tun hab, aber mal meine Gedanken dazu:

Luft besteht zu 80% aus Stickstoff. Daran wird sich auch nach der Verbrennung nicht viel ändern. Es ändert sich also in erster Linie das Verhältnis von Sauerstoff zu CO2. Das macht aber nur knapp 20 % des Luft-Volumens aus und ich glaube nicht, dass CO2 zu Sauerstoff eine wesentliche Änderung in der Wasseraufnahmekapazität der Luft bewirkt.

Im Endeffekt kommt es natürlich darauf an, wie genau man das berechnen möchte. Allein in der Massenbilanz werden aber schon einige Unschärfen sein, so dass es auf geringfügige Abweichungen vom H-x Diagramm überhaupt nicht mehr ankommt. Das H-x diagramm sollte deshalb in Ordnung sein.
Prototyp ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 27.05.2018, 21:24   #6   Druckbare Version zeigen
pleindespoir Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.310
AW: Temperatur nach Verbrennung

[QUOTE=Prototyp;2685210247]Also das ist nicht das Gebiet mit dem ich tagtäglich zu tun hab ...
... und ich glaube nicht, dass CO2 zu Sauerstoff eine wesentliche Änderung in der Wasseraufnahmekapazität der Luft bewirkt ...QUOTE]

Aber ungefähr ein Drittel des Sauerstoffs wird sich in dem Produkt Wasserdampf wiederfinden. Das könnte die weitere Aufnahme von Wasser (Trocknungshoffnung) im Gas erschweren.
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Alt 28.05.2018, 10:22   #7   Druckbare Version zeigen
CFCLamps Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
AW: Temperatur nach Verbrennung

Zitat:
Zitat von pleindespoir Beitrag anzeigen
Mit dem Abgas einer Gasflamme irgendwas trocknen zu wollen, könnte ziemlich schwierig werden. Es entsteht richtig viel Wasserdampf und der kondensiert gern mal da ab, wo es eigentlich grad hätte trocken werden sollen.
Das ist mir bewusst, deswegen würde ich ja gerne den jetzigen Prozess analysieren
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Alt 28.05.2018, 10:52   #8   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.284
AW: Temperatur nach Verbrennung

Ich glaube, das ist der vollkommen falsche Ansatzpunkt.

Wenn es um das Trocknen der Halle geht, dann gibt es zwei Lösungsansätze:

1.) man führt die Abgase/Wäre über einen Wärmetauscher ins freie. Dann nutzt man einen Teil der Wärme zum Heizen. Wie groß der Teil ist, das hängt auch von der Qualität des Wärmetauschers ab.

2.) man belässt die Wärme + Abgase in der Halle. Das bedeutet aber auch einen wunderbaren Feuchtigkeitsanstieg:
Man kann sich einfach mal eine Halle bei 15 °C mit 100% Luftfeuchte nehmen und hier bei einer geschätzten Wärmekapaziät der vorhandenen Gegenstände mal ausrechnen (einfach mal so abschätzen, was das Zeugs wieget und dann die Wäremkapazität von Wasser nehmen), wie viel Energie man zuführen muss, damit die Halle 20 °C hat. Daraus kann man dann die Wassermenge berechnen, die bei der Verbrennung entsteht.
Als Ergebnis wird herauskommen, dass schon alleine eine leere Halle eine so große Energiemenge benötigt, dass die Luftfeuchte bei 20 °C weit, weit über 100% liegt.

Konsequenz: Wer nicht in einem Swimmungpool leben will, sorgt dafür, dass die Abgase direkt aus dem Gebäude herausgeführt werden. Das ist übrigens Stand der Technik.

Gas Heizpilze werden übrigens im Freien eingesetzt. Zum einen, weil man dann nicht an Sauerstoffverarmung erstickt, zum anderen, weil die Verbrennungsgase direkt abgeleitet werden. Nachteil: der Heizeffekt basiert zu einem großen Teil auf der Wärmestrahlung. Oder anders gesagt: eine miserable Energieausnutzung und von daher eine gigantische Umweltbelastung, die man nur in seltenen Ausnahmefällen (Hochzeitsfeiern etc.) nutzen sollte.
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Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.05.2018, 11:34   #9   Druckbare Version zeigen
CFCLamps Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
AW: Temperatur nach Verbrennung

Nee ich will nicht die Halle trocknen, sondern ein Produkt, das vorher durch Beschuss mit Wasserstrahlen verfestigt wurde, also dementsprechend feucht ist. Dazu führe ich warme Luft in den Trockner und mische diese dann mit dem warmen Abgas meines Verbrennungsprozesses. Die Misch"Luft" blaße ich dann "durch" das Produkt und nehme somit die Feuchtigkeit auf und führe diese Luft ab.

Ich möchte jetzt wissen welche Zustände bei den einzelnen Vorgängen herrschen bzw. den Zustand meiner Ablufttemperatur
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Alt 28.05.2018, 12:07   #10   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.284
AW: Temperatur nach Verbrennung

Solange die warme Luft auf die kalte Oberfläche trifft, wird hier Wasser kondensieren. Es ist die Frage, wie schnell die Oberfläche ausreichend warm wird, um die Kondensation in Verdampfung zu drehen.

Ehrlich gesagt, halte ich das Problem für extrem komplex, da hier einige Parameter hineinspielen:
- Wärmekazität das zu trocknenden Gegenstandes bzw. seines Materials
- Wärmeleitfähigkeit desselben
- Geschwindigkeit des warmen Luftstroms
- Durchmischung des Luftstroms
- Größe und Oberflächenbeschaffenheit des zu trocknenden Gegenstandes
etc.

Wenn es hier kein einfaches Modell gibt (Verfahrenstechniker voraus), halte ich schon eine Abschätzung für ziemlich gewagt. Außer natürlich die, dass es nicht gehen kann, weil sowieso zu viel Wasser im System ist, weil...

Ansonsten gilt: ausprobieren. Das ist immer noch einer der erfolgversprechendsten Wege. Mein Bauchgefühl sagt mir aber, dass bei so einer Sache die Verwendung eines elektrischen Heizers wahrscheinlich deutlich effizienter (Zeit, Kosten, Strom, alles) ist.
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.05.2018, 12:35   #11   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.361
AW: Temperatur nach Verbrennung

Zitat:
Zitat von CFCLamps Beitrag anzeigen
Hätte zuerst gesagt h-x-diagramm aber ich mische ja im Prinzip Abgas mit Luft
So über den Daumen geht das auch, siehe Ausführungen www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Download/Kapitel_2_Verbrennung_WS0910.pdf Seite 40.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.05.2018, 12:43   #12   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.361
AW: Temperatur nach Verbrennung

So über den zweiten Daumen arbeiten moderne Erdgasbrenner mit einer Luftzahl von etwa 1,6 (Rest-O2: um die 8%)
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2018, 07:26   #13   Druckbare Version zeigen
CFCLamps Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
AW: Temperatur nach Verbrennung

Danke schon mal für eure Antworten und Anregungen!

Was jetzt noch offen geblieben ist, ist die Frage nach der Verbrennungstemperatur.
Die Sache ist die, ich weiß welche Temperatur in meinem Trockner herrscht und ich weiß welchen Zustand sowohl meine Verbrennungsluft als auch die zugeführte Mischluft besitzt. Darüber würde ich eben gerne den Erdgasverbrauch berechnen. Ein anderer Ansatz als über die Temperatur fällt mir dazu leider nicht ein
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Alt 29.05.2018, 08:14   #14   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.284
AW: Temperatur nach Verbrennung

Du musst wissen, welche Stoffe Du zuführst (also, welche Mengen Methan, Ethan etc.) und dann die Verbrennungsenthalpien nachschlagen. Daraus kannst Du die Energiemenge berechnen, die Du bei der Verbrennung kriegst. Dann musst Du nur noch die Wärmekapazitäten der einzelnen Gase nachschlagen und über die Wärmekapazitäten die Endtemperatur berechnen.

Das ist schon etwas Arbeit.

Dann kommt natürlich noch hinzu, dass dies nur der Zustand direkt beim Auslass aus der Brennkammer ist. Je nach Versuchsaufbau hast Du dann ja noch Abkühlung durch weiteres Vermischen mit Luft und durch Gegenstände.

ist es nicht einfacher, den Aufbau laufen zu lassen und die Temperatur der Luft nach dem Passieren des zu trocknenden Gegenstandes zu messen? Wenn die signifikant über 100 °C ist, sollte schon ein Trockeneffekt auftreten.
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.07.2018, 16:17   #15   Druckbare Version zeigen
CFCLamps Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
AW: Temperatur nach Verbrennung

Ich habe für meine Verbrennung eine Temperatur von 740°C rausbekommen (ziemlich hohes Lamda).

Wenn ich das jetzt mit der Zuluft mische ca. 1-1 dann bekomme ich ja eine Temperatur von ca. 370°C. In meinem Trockner werden aber Temperatur um die 100°C gemessen.

Ist das realistisch dass das ganze sich so stark abkühlt? Vom Aufbau her sieht es so aus, dass hinter dem Flammrohr sich das Abgas mit der Luft mischt und dann in einen Ventilator geht, der das Gemisch dann Richtung Trockengut bläst.
CFCLamps ist offline   Mit Zitat antworten
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