DE2235853C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Feuchtegehaltes von Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung

des Wassers aus einem kontinuierlichen Meßgasstrom Zweckmäßig ist am Gase.ntntt eine

d dbi fd f i

des Wassers aus einem konti g

und Bestimmen der dabei auftretenden auf einen P^en. _d insbesondere folgende

Körper übertragenen Wärmemenge durch die Messung Mit d ^Erfti^d^g^^er _{fol kontinuier}ii_ch,

der Temperatur dieses Körpers. Außerdem betrifft die Vorteile erzielt. U.e Messu s; b __

Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses 45 und ^ Meß^to^kjnn^uf^ ^^ ^^

^V D^fe^ar^hF^e _e ⁿuchtegehalt der Luft hat z. B. in der Trock- od/r als auch Stcuc^ v«^ndeJ werden Das

nungstechnik Bedeutung. Zur optimalen Führung der ^ „verfah^

Trocknungsprozesse ist es wünschenswert, die Tem- ^Es/^ndleaifi^icnei" "„·„„' r.asströme und Kühl-

peratur und die Feuchte des Trocknungsmittels kon- 50 zufuhren. Da nur geringe Gasgxome! una Kura

tinuierlich zu überwachen. Die Anwendung direkter leistungen erforderlich sind, ergeben s.ch kurze An

Beheizung in Trocknern hat dazu geführt, daß Abluft- sprechzelten fanden an Hand der

temperature über 100⁰C und dabei Abluftfeuchten Die Erfindung wird ™ Agenden an Hand de

bis 1000 g/kg gefahren werden. Mit der direkten Be- Zeichnung, in der ein Ausfuhrungsbeispiel dargestellt

heizung verbunden ist oft auch die Anwesenheit von 55 ist, naher erläutert. Oesamtanordnung·

SCVDämpfen. Meßverfahren, die direkt oder indirekt F . g. 1 zeigt/^ech^maj^sch ^ ^G"^amtano^

auf der Messung des Teildampfdruckes beruhen - F 1 g. 2 zeigt das Blockschaltbild der elektronischen

d LÄÄbT* °^{der PSyChrOmetrie} - ^{Sind R} D^herⁿzu^haunteⁿr⁸ _Suchende Meßgasstrom gelangt über ^AAiL und R^In in der d-™«!«. ** eine Zuleitung! in einen k-tinuierHch arbeitenc^n

5?Äi . rXrin^^ Α ^S

8^662 in Abb^P39 und dem zugehörig^ Text bereits raturd«MJi^.D-ej«^j2

ein Gerät beschrieben, bei dem ein Prüfgasstrom über in einer Rohrschlange sprra ar ,g nachι unten geführt eire Trockensubstanz geleitet wird und dabei seine 65 und verlaßt diesen durch eine Leitung 5. in einem

F 'uch^gkeit"an d^Trockensubstanz abgibt. Die hier- Stutzen 4 wird die Gasaus|inttstei »P^« jjme.«« bei auftretende Absorptionswärme ist ein Maß für die Dem Meßgass rom entgegen strömt ein KuM

Gasfeuchte. Gemessen wird die Temperaturerhöhung wasserstrom, der über eine Leitung 6 und einen MeB

stutzen 7 in den Kühler 3 eintritt. Das Kühlwasser verläßt den Kühler 3 über einen Meßstuuen 8 und eine Leitung 9, durch die es ins Freie abfließt.

Das abgekühlte Gas und das Kondensat gelangen über die Leitung 5 in einen Kühlwasser-Vorratstank 10. Dort wird das Kondensat vom Gasstrom gt trennt. Die kondensatfreie Luft wird über eine Leitung 11 von einer Pumpe 12 angesaugt und in eine Leitung 13 gedrückt. Diese führt zum Druckausgleich zurück zur Entnahmestelle. Das Kühlwasser gelangt über ein Ventil 14 in den Vorratstank 10. Aus diesem wird Kühlwasser über eine Leitung 13 angesaugt und durch eine Pumpe 16 in den Kühler 3 gefördert. Die beiden Pumpen 12 und 16 werden über eine gemeinsame Welle von einem Motor 17 angetrieben. Dadurch ist das Verhältnis der geförderten Volumcnströme unabhängig von der Drehzahl. Kühler 3 und Temperaturmeßstellen sitzen in einem Isoliergehäuse.

Aus den Temperaturmeßwerten in den Stutzen 2, 4, 7 und 8 wird in einem Analogrechner 18 der Meßwert gebildet. Zur Bildung des Meßwertes wird die Bilanzgleichung des Wärmeaustauschers öle

am Eintritt, am Austritt,

mw cw (ßwA — owe) + Qv

= niLTR {CPL (Ule — V la) + r₀ {ΧLE — XLA)

(.XLE · ÖLE — XLA " 1

— = XLE 2

durch die Näherung
(A + B+ C)-

1 + 0,747 -10-³ -ULE

m_w

k ■ 1,675 · 10-³
(1 + 6,2 · 10-³

ersetzt.
Es ist

B = (ÜLE - $ la) ■ 0,40 ■ K

C = XLAS (1 + 0,747 ■ 10-³I?^,).

Hierin bedeutet

Trocknungsluft (= Meßgas)- 1

Bezugs- > Massenstrom,

Wasser (= Kühlmittel)- |

._r u Wi- ί der trockenen Luft,
spezifische Warme ( _{des WasserdampfeSi}

spezifische Wärme des Wassers,

τ j π: f am Eintritt,

Temperatur des Wassers j _amAustritti

²5 XLE XLA XLAS

Qv

^am Eintritt, _{am Austrittj}

Temperatur der Trocknungsluft

Verdampfungswärme des Wassers (Kondensationswärme),

Feuchtegehalt der Trocknungsluft

Sättigungsfeuchtegrad bei der Temperatur (wird in der Schaltung durch einen Dioden-Funktionsgenerator simuliert), Wärmeverlust an die Umgebung des Kühlers. Qv ist proportional zu mwcw (&wa — $we) gesetzt.

Der Fehler der durchgeführten Näherung beträgt für den Bereich 5⁰C < 0_LA < 5O⁰C und 50^s C < d_LE < 300⁰C maximal 2%. Die angegebene Gleichung (2) wird von dem Analogrechner 18 ausgeführt, dessen Schaltbild in F i g. 3 dargestellt ist. Die Luftaustrittstemperatur ist dabei dreimal, die Lufteintrittstemperatur zweimal zu messen. Zur Messung dienen im allgemeinen Pt-100-Meßwiderstände. Zur Multiplikation mit den von &la abhängigen Faktor im Summanden A dient ein Ni-100-Widerstandsthermomeier. Der Gleichung A entnimmt man, daß mw und wlo nicht ein. ein konstant sein müssen, sondern nur deren Verhältnis.

Es ist keine Eichung nötig, sondern lediglich zwei Einstellungen. Die erste Einstellung betrifft den Ausgangspegel. Dazu ist eine Temperaturdifferenz im Summanden B zu simulieren. B gibt die Umrechnung von fühlbarer Wärme in latente Wärme an.

Die zweite Einstellung betrifft die Justierung der Apparatekonstanten

35 Dazu wird der Tauscher mit trockener Luft, möglichst hoher aber beliebiger Temperatur betrieben. Es wird nur fühlbare Wärme ausgetauscht. Die Summanden A und B müssen sich zu 0 kompensieren. Diese Bedingung wird eingestellt.

Die Einstellung kann gegebenenfalls von Zeit zu Zeit überprüft und wiederholt werden. Dazu kann im Lufteintritt eine Heizung 22 vorgesehen werden.

Der Kühlwasserstrom kann auch im Kreis geführt werden. Dann sind keine Wasserzu- und -ableitungen nötig. Die Kühlung des Wassers übernimmt ein geeignetes Kühlaggregat. Die Bildung des Meßwertes erfolgt in gleicher Weise wie bei offenem Kühlwasserstrom.

Die Kühlung des Teilluftstromes kann anstatt durch Kühlwasser auch direkt mittels eines Peltier-Kühlers erfolgen. Dabei ist die Kühlleistung ein Maß für die En'halpie-Änderung der Luft.

Hierzu 2 BIaU Zeichnungen

Claims (3)

1 -κ,ρ einem Vergleichszustand. Aus ersichtlichen gegenüber einem vergi^sung .^^ ^ absatzweUe Patentansprüche: ?™°den "^ nur bis Zli einer Gastemperatur von inrVr Außerdem hängt die Absorptionswärme

1. Verfahren zur Ermittlung des Feuchtegehaltes ^.^^_Η«_η Belegung des Absorbers ab. Das bevon Gasen, insbesondere für hohe Gastemperaturen 5 ™°?£r£f_{Al hat} einen Meßbereich von 0 bis „nd Gasfeuchten, durch Abscheiden des Wassers g«S«°£_inl Volumen.

aus einem kontinuierlichen Meßgasstrom und Be- iw PF" _{s 663 des bereits} genannten Buches

Äimmen der dabei auftretenden, auf einen Korper /"„Feuchtigkeitsmesser dargestellt, bei dem das ab-

flbertragenen Wärmemenge durch die Messung der ist ein_r B^ ^.^ _Q&s -_{m Liebigküh}i_er herunter-

Temperatur dieses Körpers, dadurch ge- « gesaugi , _{Das hierbei auskon}densierte Wasser

kennzeichnet, daß der Meßgasstrom mit geKunii . ^ _fäßen aufgefangen, während die

Hilfe eines kontinuierlich arbeitenden Kuhlers wiruπ _{men mittels e}j_ner Gasuhr gemessen

unter den Taupunkt abgekühlt wird, die mit dem ¹^"¹""¹!! _{r rät} erlaubt ebenfalls nur diskontinuier-

Kühler ausgetauschte Wärmeleistung gemessen wird Das Gerat

wird, die Temperatur des Meßgasstromes vor und 15 Hche_?M^^ ^ Aufgabe zugrunde, ein VerBach der Abkühlung gemessen wird und der i*w _ingangs genannten Gattung anzugeben, Feuchtegehalt über die Wärmebilanzgleichung er- fahren a^ _Me ^B _ccu°_{g kon}tinuierlich, mit geringer Anmittelt wird. fLrhyeit bei beliebiger Gastemperatur und insbeson-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sprecJ««·^⁰ _{h G} ^B _asfeuchte durchführbar ist. Weinach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 20 dere aucn oci _darin^ ^_{n Meßgerat zur} eine den Meßgasstrom durch einen Gegenstrom- ternin »f^s« _lchen Verfahrens zu entwickeln. kühler (3) saugende Pumpe (12) und eine gemein- ^Du"™ Jg^Jf _Ernndung wird der Meßgasstrom mit sam mit der Pumpe (12) durch einen Motor (17) „.^"^ntinuierlich arbeitenden Kühlers unter angetriebene, einen Kühlmittelstrom durch den ""%"""£? _abeekühlt, die mit dem Kühler ausge-Kühler(3) fördernde Pumpe (16) vorgesehen sind ,5 J^^SnSf^ gemessen, die Temperatur des und daß im Gaseintntt und Gasaustntt sowie im gj™^r und nach der Abkühlung ge-Kühlwassereintritt und Kuhlwasseraustritt Tem- ^MeJf*^s~^r°™ Feuchtegehalt über die Wärmebilanzperaturfühler(2, 4, 7, 8) angeordnet sind, deren ^mess^" _rmi«elt

Meßwerte in einer Rechenschaltung (18) gemäß ^^"gSührung des Verfahrens geeignete der Wärmebilanzgleichung verknüpfbar sind. 3« Eine zur uu e; _Q ^^ _gekenn_

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet ^V^"^C _p ^h.^tun _d ^g _aß ^1St _ein ^e _e ^rn5_en Meßgasstrom durch einen durch eine Heizung (22) am Gaseintntt. S£SoSSih1?».Sndc Pumpe und eine gemein

sam mit der Pumpe durch einen Motor angetriebene,

35 einen Kühlmittelstrom durch den Kühler fordernde

Pampe vorgesehen sind und daß im Gaseintntt und

Gasaustritt sowie im Kühlwassereintritt^un^d KuIu-