Dampfdruck Berechnung

[Harald]

Hallo liebe WUFI Fachleute,

ich habe zwar eine weniger WUFI spezifische Frage aber ich bin mir sich dass ihr dennoch eine Antwort kennt.

Wie wird in WUFi der Wasserdampfdruck bestimmt? (Funktion)
Ich schon einiges über Clausius C. oder nach Antoine gelesen aber den richtigen Ansatz zu finden fällt mir schwer und ich denke dass das heute nicht mehr so durchgeführt wird.


Ich habe Temp. und rel. Feuchtewerte in einer Naturstein-wand an verschiedenen Positionen (tiefen).
Wie kann ich den Dampfdruck an den verschiedenen Pos. bestimmen (formel oder besser gesagt die Funktion wäre interessant)
Weiters sollten aus diesen Daten Transportprozesse abgeleitet werden.>> also wo wandert die Feuchte wann hin?
...ich hoffe das kann über den Dampfdruck bestimmt werden. die Idee ist dass eine Wanderung von höherem Druck zu niedrigerem stattfindet>> ist das der richtige Ansatz? Wie wird dieser Prozess in WUFI umgesetzt?


ich bitte un Hilfe und vielen Dank im voraus,
Harald

[Thomas]

Wie wird in WUFi der Wasserdampfdruck bestimmt? (Funktion)
Ich schon einiges über Clausius C. oder nach Antoine gelesen aber den richtigen Ansatz zu finden fällt mir schwer und ich denke dass das heute nicht mehr so durchgeführt wird.

Hallo Harald,

es gibt eine reichhaltige Auswahl von Sättigungsdampfdruck-Formeln. Der gegenwärtige Standard bei gehobenen Genauigkeitsansprüchen sind wohl die Formeln in

S. Herrmann, H.-J. Kretzschmar, D.P. Gatley:
Thermodynamic Properties of Real Moist Air, Dry Air, Steam, Water, and Ice
Final Report, ASHRAE RP-1485

Für uns Normalanwender genügen aber einfachere Versionen. Ich selber verwende meistens die Formel aus der 5. Auflage der Aspirations-Psychrometer-Tafeln des Deutschen Wetterdienstes, wenn ich mal eben schnell was programmieren muss:

Code: Select all

psat = C1 * exp(C2*t/(C3+t))

psat: Sättigungsdampfdruck [Pa]
t: Temperatur [°C]

über Wasser (0.0 bis 100.9 °C):
C1 = 610.780 Pa
C2 = 17.08085
C3 = 234.175

über Eis (-50.9 bis 0.0 °C):
C1 = 610.714 Pa
C2 = 22.44294
C3 = 272.440

Für Temperaturen über 0°C beträgt der maximale relative Fehler +0.12% (bei 16°C) bzw. -0.27% (bei 74°C) gegenüber dem Standard nach Herrmann etc. Diese Formel ist recht einfach einzutippen und hat außerdem den Vorteil, dass man sie explizit nach der Temperatur auflösen kann, wenn man mal eine Taupunkttemperatur ausrechnen muss. WUFI benutzt auch diese Formel, lediglich mit leicht gerundeten Zahlenwerten.

Ich habe Temp. und rel. Feuchtewerte in einer Naturstein-wand an verschiedenen Positionen (tiefen).
Wie kann ich den Dampfdruck an den verschiedenen Pos. bestimmen (formel oder besser gesagt die Funktion wäre interessant)

Mit der bekannten Temperatur den zugehörigen Sättigungsdampfdruck nach obiger Formel ausrechnen, davon soviel Prozent nehmen wie die relative Feuchte angibt.

Beispiel: Gemessen sind Temperatur 20°C und relative Feuchte 50%. Daraus berechnet sich der Sättigungsdampfdruck 2342 Pa und daraus wiederum der Dampfdruck 0.5 * 2342 = 1171 Pa.

Weiters sollten aus diesen Daten Transportprozesse abgeleitet werden.>> also wo wandert die Feuchte wann hin?
...ich hoffe das kann über den Dampfdruck bestimmt werden. die Idee ist dass eine Wanderung von höherem Druck zu niedrigerem stattfindet>> ist das der richtige Ansatz? Wie wird dieser Prozess in WUFI umgesetzt?

Sofern nur Dampfdiffusionstransport stattfindet, ist das im Prinzip der richtige Ansatz. Die Diffusionsstromdichte ist gleich dem Dampfdruckgefälle mal dem Diffusionsleitkoeffizienten, welcher sich wiederum zusammensetzt aus dem Diffusionsleitkoeffizienten in Luft (temperaturabhängig) und dem my-Wert des Wandmaterials.

Darüber hinaus wird aber in der Regel (und in einer Natursteinwand mit ziemlicher Sicherheit) gleichzeitig Kapillartransport auftreten, welcher dem Gefälle der relativen Feuchte folgt. Befindet sich die Wand in einem Temperaturgefälle, so kann das Gefälle des Dampfdrucks (und damit der Dampftransport) in eine andere Richtung gehen als das Gefälle der relativen Feuchte (und damit des Kapillartransports). Die Überlagerung beider Transportmechanismen kann recht kompliziert werden, von den lokalen Temperaturen und Wassergehalten abhängen und durch Verdunstungs- und Kondensationsvorgänge untereinander gekoppelt sein. Das von Hand zu berechnen, wird sehr mühsam sein. Wir empfehlen die Verwendung einschlägiger Hygrothermik-Software zur Berechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports.

Mit freundlichen Grüßen,
Th. Schmidt

[Harald]

vielen vielen Dank für gute und sehr klare Erklärung ich bin ihnen zu großem Dank verpflichtet.