Maschinenkunde - Dampfanlagen
Dampfanlagen, Maschinenkunde, LMT, Lebensmitteltechnologe, Strickhof, Daniel J.C. Grimm, Dipl. Braumeister, Remo Saladin
Dampfanlagen, Maschinenkunde, LMT, Lebensmitteltechnologe, Strickhof, Daniel J.C. Grimm, Dipl. Braumeister, Remo Saladin
Welche Temperatur hat der Sattdampf im Vergleich zur Temperatur des Wassers aus dem er entsteht?
Um 1 kg Wasser um 1 K zu erwärmen sind 4.81 kJ/kg Wärme nötig. Die Wärme um Wasser bei 100°C zu kochen bleibt immer gleich. Hinzukommt aber die Verdampfungswärme, die den Wäreminhalt des Dampfes erhöht.
Erklären Sie, was mit der Wärmeenergie passiert, wenn Wasser verdampft wird?
Um das Wasser zu verdampfen muss ständig Wärmeenergie zugeführt werden (Verampfungswärme). Der Wärmeinhalt von Dampf ist demnach recht hoch. Hierüber gibt die Wasserdampftabelle Auskunft.
Wieviel Wärmeenergie wird benötigt, um 20 kg Wasser von 60°C auf 95°C zu erhitzen?
Der Temperaturunterschied ist (95°C-60°C)=35K. Um 1 kg Wasser um 1 K zu erwärmen werden 4.81 kJ/kg benötigt. Gesamthaft also: (35K*4.81kJ/K*kg)=168.35 kJ.
Was versteht man unter Wärmeinhalt?
Die gesamte Wärme, die im Wasser oder im Dampf enthalten ist, wobei die Wärmeaufnahme ab 0°C gemessen ist.
Wie gross ist der Wärmeinhalt von 1 kg Dampf bei 4 bar Überdruck? Entnehmen Sie den Wert aus der Dampftabelle!
Wieviel von den 2747 kJ/kg (Dampf bei 4 barÜ) wird bei der Kondensation des Dampfes (1kg) frei?
Was ist Sattdampf?
Dampf, welcher gerade mit Wasserdampf gesättigt ist, welcher also keine Wassertröpfchen enthält aber auch nicht überhitzt ist.
Was ist Verdampfungswärme?
Die Wärmemenge, welche bei Siedetemperatur die Umwandlung von Wasser in Dampf bewirkt. Sie entspricht der Kondensationswärme, welche bei der Umwandlung von Dampf in Wasser frei wird.
Dampf stellt aus verschiedenen Gründen ein besonders geeignetes wirtschaftliches Medium zur Übertragung grösserer Energiemengen von einer Stelle zu einer anderen dar. Warum? Nennen Sie drei Kriterien!
1. Dampf besteht aus Wasser, das auf der Erde reichlich verfügbar ist
2. Dampf lässt sich leicht in Rohrleitungen transportieren, ohne zu pumpen.
3. Dampf lässt sich leicht herstellen
Skizzieren Sie das Schema einer Dampfanlage mit Verbraucher!
Was ist Nassdampf?
Dampf, der Wassertröpfchen enthält.
Was ist Heissdampf?
Dampf, der nach seiner Erzeugung weiter erhitzt wurde. Wird auch als überhitzter Dampf bezeichnet.
Welchen Druck hat Kondensat von 120oC mindestens?
2.0 bar absolut, also 1 barÜ.
Was ist Überhitzungswärme?
Die Wärmemenge, welche dem Sattdampf zugeführt wird, um Heissdampf zu erzeugen.
Was ist Kondensationswärme? Nennen Sie drei Beispiele für die Verwendung von Dampf in Ihrem Betrieb!
Leiten wir den Dampf zu einem Verbraucher und lassen ihn dort kondensieren, so wird die ganze Verdampfungswärme, welche jetzt zur Kondensationswärme wird, wieder frei.
1. Erhitzen der Sudpfanne
2. Aufheizen der KZE und Pasteurisation des Produkts
3. Herstellen von Pulver im Fallstromverdampfer (Erhitzen des Verdampfers)
Erklären Sie, warum Dampf nicht ungefährlich ist. Nennen Sie drei konkrete Faktoren und erklären Sie!
1. Dampf hat einen hohen Wärmeinhalt und führt daher zu starken Verbrennungen.
2. Dampf erreicht schlagartig ein grosses Volumen und kann z.B. bei einem Leck in der Leitung einen Raum innert Sekunden mit heissem Dampf füllen.
3. Dampf hat einen grossen Druck, was hohe Anforderungen an den Rohrleitungsbau stellt.
4. Dampf unter Druck hat einen noch grösseren Wärmeinhalt als Dampf bei 0 barÜ
Warum muss Kondensat aus dem Dampfraum entfernt werden? Zeichnen Sie eine Skizze, die diesen Vorgang erläutert!
Dampf kann nur Wärme abgeben, wenn mit Heizfläche niedrigerer Temperatur in Berührung.
Kondensat bildet sich an kälteren Flächen (Kondensatfilm).
Konndensatfilm gibt Wärme an kältere Wand ab, seine Temperatur sinkt unter Sattdampftemperatur.
Es kondensiert immer mehr Sattdampf auf dem Kondensatfilm.
Die Kondensatschicht wird dicker, bis schliesslich ebenso viel Kondensat abläuft wie neu gebildet wird.
= die Effizienz der Anlage sinkt, weil der Kondensatfilm den Wärmeübergang verhindert.
Im Dampfkessel entstehen eine Reihe von Verlusten. Nennen Sie diese mit einer ungefähren Angabe, wieviel % sie zum Gesamtverlust beitragen! Wie hoch ist demnach der Gesamtverlust?
Abgasverluste
Strahlungsverluste
Absalzungsverluste
Warum muss der Dampfraum entlüftet werden?
Luft im Kessel würde isolierend wirken, was wiederum den Wärmeübergang und damit den Wirkungsgrad verschlechtert.
Wie sollten Wärmetauscher beschaffen sein, damit eine optimale Arbeitsweise erreicht wird?
1. Temperatur des heizenden Mediums höher als die Temperatur des beheizten Mediums (Temperaturunterschied mindestens 10 - 15 °C).
2. Heizfläche aus gut wärmeleitendem Material (Edelstahl, Kupfer).
3. möglichst grosse, aber dünne Heizfläche.
-
- 1 / 20
-
Flashcards
Welche Temperatur hat der Sattdampf im Vergleich zur Temperatur des Wassers aus dem er entsteht?
Um 1 kg Wasser um 1 K zu erwärmen sind 4.81 kJ/kg Wärme nötig. Die Wärme um Wasser bei 100°C zu kochen bleibt immer gleich. Hinzukommt aber die Verdampfungswärme, die den Wäreminhalt des Dampfes erhöht.
Erklären Sie, was mit der Wärmeenergie passiert, wenn Wasser verdampft wird?
Um das Wasser zu verdampfen muss ständig Wärmeenergie zugeführt werden (Verampfungswärme). Der Wärmeinhalt von Dampf ist demnach recht hoch. Hierüber gibt die Wasserdampftabelle Auskunft.
Wieviel Wärmeenergie wird benötigt, um 20 kg Wasser von 60°C auf 95°C zu erhitzen?
Der Temperaturunterschied ist (95°C-60°C)=35K. Um 1 kg Wasser um 1 K zu erwärmen werden 4.81 kJ/kg benötigt. Gesamthaft also: (35K*4.81kJ/K*kg)=168.35 kJ.
Was versteht man unter Wärmeinhalt?
Die gesamte Wärme, die im Wasser oder im Dampf enthalten ist, wobei die Wärmeaufnahme ab 0°C gemessen ist.
Wie gross ist der Wärmeinhalt von 1 kg Dampf bei 4 bar Überdruck? Entnehmen Sie den Wert aus der Dampftabelle!
Wieviel von den 2747 kJ/kg (Dampf bei 4 barÜ) wird bei der Kondensation des Dampfes (1kg) frei?
Was ist Sattdampf?
Dampf, welcher gerade mit Wasserdampf gesättigt ist, welcher also keine Wassertröpfchen enthält aber auch nicht überhitzt ist.
Was ist Verdampfungswärme?
Die Wärmemenge, welche bei Siedetemperatur die Umwandlung von Wasser in Dampf bewirkt. Sie entspricht der Kondensationswärme, welche bei der Umwandlung von Dampf in Wasser frei wird.
Dampf stellt aus verschiedenen Gründen ein besonders geeignetes wirtschaftliches Medium zur Übertragung grösserer Energiemengen von einer Stelle zu einer anderen dar. Warum? Nennen Sie drei Kriterien!
1. Dampf besteht aus Wasser, das auf der Erde reichlich verfügbar ist
2. Dampf lässt sich leicht in Rohrleitungen transportieren, ohne zu pumpen.
3. Dampf lässt sich leicht herstellen
Skizzieren Sie das Schema einer Dampfanlage mit Verbraucher!
Was ist Nassdampf?
Dampf, der Wassertröpfchen enthält.
Was ist Heissdampf?
Dampf, der nach seiner Erzeugung weiter erhitzt wurde. Wird auch als überhitzter Dampf bezeichnet.
Welchen Druck hat Kondensat von 120oC mindestens?
2.0 bar absolut, also 1 barÜ.
Was ist Überhitzungswärme?
Die Wärmemenge, welche dem Sattdampf zugeführt wird, um Heissdampf zu erzeugen.
Was ist Kondensationswärme? Nennen Sie drei Beispiele für die Verwendung von Dampf in Ihrem Betrieb!
Leiten wir den Dampf zu einem Verbraucher und lassen ihn dort kondensieren, so wird die ganze Verdampfungswärme, welche jetzt zur Kondensationswärme wird, wieder frei.
1. Erhitzen der Sudpfanne
2. Aufheizen der KZE und Pasteurisation des Produkts
3. Herstellen von Pulver im Fallstromverdampfer (Erhitzen des Verdampfers)
Erklären Sie, warum Dampf nicht ungefährlich ist. Nennen Sie drei konkrete Faktoren und erklären Sie!
1. Dampf hat einen hohen Wärmeinhalt und führt daher zu starken Verbrennungen.
2. Dampf erreicht schlagartig ein grosses Volumen und kann z.B. bei einem Leck in der Leitung einen Raum innert Sekunden mit heissem Dampf füllen.
3. Dampf hat einen grossen Druck, was hohe Anforderungen an den Rohrleitungsbau stellt.
4. Dampf unter Druck hat einen noch grösseren Wärmeinhalt als Dampf bei 0 barÜ
Warum muss Kondensat aus dem Dampfraum entfernt werden? Zeichnen Sie eine Skizze, die diesen Vorgang erläutert!
Dampf kann nur Wärme abgeben, wenn mit Heizfläche niedrigerer Temperatur in Berührung.
Kondensat bildet sich an kälteren Flächen (Kondensatfilm).
Konndensatfilm gibt Wärme an kältere Wand ab, seine Temperatur sinkt unter Sattdampftemperatur.
Es kondensiert immer mehr Sattdampf auf dem Kondensatfilm.
Die Kondensatschicht wird dicker, bis schliesslich ebenso viel Kondensat abläuft wie neu gebildet wird.
= die Effizienz der Anlage sinkt, weil der Kondensatfilm den Wärmeübergang verhindert.
Im Dampfkessel entstehen eine Reihe von Verlusten. Nennen Sie diese mit einer ungefähren Angabe, wieviel % sie zum Gesamtverlust beitragen! Wie hoch ist demnach der Gesamtverlust?
Abgasverluste
Strahlungsverluste
Absalzungsverluste
Warum muss der Dampfraum entlüftet werden?
Luft im Kessel würde isolierend wirken, was wiederum den Wärmeübergang und damit den Wirkungsgrad verschlechtert.
Wie sollten Wärmetauscher beschaffen sein, damit eine optimale Arbeitsweise erreicht wird?
1. Temperatur des heizenden Mediums höher als die Temperatur des beheizten Mediums (Temperaturunterschied mindestens 10 - 15 °C).
2. Heizfläche aus gut wärmeleitendem Material (Edelstahl, Kupfer).
3. möglichst grosse, aber dünne Heizfläche.
