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Feuchte-Akademie Theorie 1 - Was ist Luftfeuchtigkeit?

Die Luftfeuchtigkeit ist ein wichtiger Parameter, der mit genauen Messgeräten gemessen und überwacht werden muss.

Die Luftfeuchtigkeit ist definiert als ein Maß für den Wasserdampfgehalt der Luft (oder eines anderen Gases). Der Begriff "Luftfeuchtigkeit" ist ein allgemeiner Begriff, um die Menge an Wasserdampf im Gas zu quantifizieren.

Der Begriff „Feuchte“ ist häufig synonym für „relative Feuchte“, im Zusammenhang mit präzisen Messungen besteht jedoch ein signifikanter Unterschied zwischen diesen beiden Begriffen.

In diesem Kapitel wird erläutert, warum der Unterschied zwischen diesen beiden Begriffen für Menschen von Bedeutung ist, die im Bereich der Messung von Wasserdampf in einer sensiblen Umgebung tätig sind. Zudem werden die Begriffe und Definitionen erklärt, die zur Quantifizierung der Wasserdampfmenge in Gas verwendet werden.

Bei der Sicherung der Qualität und Effizienz von Produkten, die unseren Alltag verbessern, spielt Wasserdampf eine kritische Rolle, denn die Verbraucher vertrauen darauf, dass diese Produkte den Spezifikationen entsprechend hergestellt werden. Für die Hersteller in einer Vielzahl von Branchen ist es unerlässlich zu verstehen, wie die präzise Feuchtemessung funktioniert und welche Rolle ihr Messgerät dabei spielt.

DIE BEDEUTUNG DER PRÄZISION

Feuchte wird mit einem Hygrometer gemessen, einem Gerät, das verschiedene Materialien und Messdaten verwendet, um den Wasserdampfgehalt eines Raums oder einer Fläche zu bestimmen. Obwohl keine wissenschaftlichen Messungen absolut exakt sind, ist der Erhalt möglichst präziser Feuchtemesswerte in vielen Branchen von entscheidender Bedeutung. Da Wasserdampf ab einer bestimmten Konzentration zu Kondensation und schliesslich zu Korrosion oder Schimmel führen kann, sind äussert präzise Feuchtemesswerte von entscheidender Bedeutung, um die Zerstörung von Holzbaustoffen, Nahrungsmitteln, Arzneimitteln, Kraftstoffen, Papier, elektronischen Bauteilen und vielen anderen Materialien zu verhindern. Feuchtemessungen tragen dazu bei, optimale Umgebungsbedingungen für Produkte aufrecht zu erhalten und kostspielige Schäden an wertvollen Gütern zu vermeiden.

TECHNISCHE INFORMATIONEN

In diesem Kapitel werden wir die physikalischen Gesetzmässigkeiten erläutern, die die relative Feuchte bestimmen. In einem Temperaturbereich zwischen -50 und 150 °C und bei einem Druck von maximal 1000 kPa verhält sich Wasserdampf praktisch wie ein ideales Gas. Anhand von Beispielen werden wir den Einfluss von Temperatur und Druck auf die relative Feuchte illustrieren und erklären, wie relative Feuchte in Taupunkt und absolute Feuchte umgerechnet wird. Zunächst wollen wir mit einem Überblick über die allgemeinen Eigenschaften von Wasserdampf in einem feuchten Gas auf die Grundlagen eingehen.

EIGENSCHAFTEN VON WASSERDAMPF IN EINEM FEUCHTEN GAS

Verdampfung

Wenn sich ein Wassermolekül von einer Fläche löst und gasförmig wird, verdampft es. Durch Absorption oder die Freisetzung von kinetischer Energie geht es vom flüssigen Zustand in den Dampfzustand über. Flüssiges Wasser, das zu Wasserdampf wird, nimmt einen Teil der enthaltenen Wärme mit: Dieser Prozess wird als Verdunstungskühlung bezeichnet. Verdunstungskühlung ist die Verringerung der Lufttemperatur durch die Verdunstung einer Flüssigkeit, die der Oberfläche, auf der die Verdunstung stattfindet, Wärme entzieht. Die bei der Verdunstungskühlung entzogene Wärme wird als „latente Wärme“ bezeichnet.

Definition:

Verdunstungskühlung ist die Verringerung der Lufttemperatur durch die Verdunstung einer Flüssigkeit, welche der Oberfläche - von der die Verdunstung ausgeht - Wärme entzieht. Die bei der Verdunstungskühlung abgeführte Energie wird als "latente Wärme" bezeichnet.

Die Verdunstungskühlung wird durch die atmosphärischen Bedingungen eingeschränkt. Der Verdunstungsprozess verbraucht mehr Wärme, wenn die Luft sehr heiss und trocken ist. Dadurch wird der Kühleffekt im Vergleich zur Verdunstungskühlung in heisser und feuchter Luft deutlich ausgeprägter.

Kondensation

Die Umwandlung von Wasserdampf in eine Flüssigkeit wird als Kondensation bezeichnet. Wasserdampf kondensiert nur dann auf einer Fläche, wenn die Fläche kühler ist als die Taupunkttemperatur oder wenn das Dampfdruckgleichgewicht in der Luft überschritten wurde. Wenn Wasserdampf auf einer Fläche kondensiert, kommt es zu einer deutlichen Erwärmung. Das Wassermolekül setzt Wärme frei und die Umgebungstemperatur steigt daher leicht an. Ein „Verdampfungskühler“ klimatisiert die Luft durch die Verdunstung von Wasser. Diese funktionieren in trockenem Klima wie z.B. in Denver oder Phoenix gut, nicht jedoch in Houston oder Boston, wo die Luft mehr Feuchte enthält.

Luftfeuchtigkeit, ein wichtiger Parameter, der mit genauen Messgeräten gemessen und überwacht werden muss
Ein „Verdampfungskühler“ klimatisiert die Luft durch die Verdunstung von Wasser. Diese funktionieren in trockenem Klima wie z.B. in Denver oder Phoenix gut, nicht jedoch in Houston oder Boston, wo die Luft mehr Feuchte enthält.

Chemische Reaktionen

Bei vielen chemischen Reaktionen entsteht Wasser. Verläuft die Reaktion bei einer Temperatur über dem Taupunkt der Umgebungsluft, bildet sich das Wasser in Form von Dampf und der Wasserdampfanteil im Gas erhöht sich. Verläuft die Reaktion bei einer Temperatur unter dem Taupunkt, kommt es zur Kondensation und der Wasserdampf tritt aus dem Gas aus.

Andere chemische Reaktionen erfolgen in Anwesenheit von Wasserdampf, wobei neue Chemikalien gebildet werden, wie z.B. Rost auf Eisen oder Stahl. N

Erfahren Sie mehr über Luftfeuchtigkeit im folgenden Video “Relative Feuchtemessung erklärt”

Siehe weitere Blogbeiträge:
Theorie 2 - Relative Luftfeuchtigkeit, Druck und Temperatur
Theorie 3 - Luftfeuchtigkeit und Dampfdruck
Theorie 4 - Definitionen der Luftfeuchtigkeit: Dampfkonzentration
Theorie 5 - Einfluss von Temperatur und Druck auf %rF
Theorie 6 - Der kapazitive Sensor
Theorie 7 - Die Nass-/Trockenkugeltechnologie (Psychrometer)
Theorie 8 - Taupunktspiegel und Aluminium-Oxid-Technologie
Theorie 9 - Auswahl der richtigen Feuchtemesstechnik



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