Frage zur Vakuumpumpe: „Das Vakuum ist zu hoch, es fällt schwer mit der Kondensation“

Wasserdampf ist am häufigsten, nehmen wir zum Beispiel Wasserdampf. Bei 15 Grad beträgt der gesättigte Dampfdruck 17 mbar ； Das heißt, bei einer Entlüftungstemperatur von 15 Grad kommt es zu keiner Kondensation von flüssigem Wasser, solange der Wasserdruck unter 17 mbar liegt. Daher ist bei einem Wasserdampfdruck von 17 mbar das Gas, wenn seine Temperatur über 15 Grad liegt, ein ungesättigter Dampf – auch dann, wenn das Gas einen hohen Anteil an Wasserdampf enthält. Wenn man mit einer Vakuumpumpe direkt absaugt, ist der Druck dabei ziemlich hoch ； Wenn man den Wasserdampf aus dem Gas entfernen möchte, muss man Wasser bei etwa 7 Grad Temperatur verwenden – es ist nicht möglich, normales Wasser bei 32 Grad zu verwenden.

Die kondensierbaren Gase, die in Vakuumgeräten entfernt werden müssen, sollten so weit wie möglich abgekühlt werden, damit sie zu Flüssigkeit werden und somit entfernt werden können – vorausgesetzt, das Vakuumniveau ist nicht zu hoch, sodass eine einfache Kondensation möglich ist (meist erfolgt die Abkühlung mit Wasser)； Wenn aufgrund eines zu hohen Vakuumgrades die Kondensation erschwert wird und es außerdem wirtschaftlicher ist, ein anderes Kühlsystem zu verwenden, dann wird in der Regel zunächst mit einer Dampfstrahlpumpe gearbeitet, um den Druck im Gemisch so zu erhöhen, dass der Dampf kondensieren kann. Dadurch können die kondensierbaren Gase entfernt werden. Anschließend werden mit einer Gasvakuumpumpe die nicht kondensierbaren Gase weiter entfernt. Mit anderen Worten: Wenn sich im Vakuumgerät kondensierbare Gase befinden, sollte man diese unter Umständen zunächst kondensieren und anschließend entfernen – anstatt direkt mit einer Vakuumpumpe das Gas abzusaugen. Denn beim Verdampfen des Flüssigkeits nimmt sein Volumen um mehrere hundert Mal zu. Mit einem Vakuumpumpe, insbesondere einer mechanischen Vakuumpumpe, wird sehr langsam gesaugt. Die zweite Zeile bedeutet: Wenn der Vakuumgrad zu hoch ist, dann muss die Temperatur, bei der die Flüssigkeit kondensiert, niedriger sein. Zum Beispiel kann die Mindesttemperatur des Kreislaufwassers 30 Grad betragen – man kann schließlich nicht einfach einen Kühler einsetzen, um es zu kühlen. In diesem Fall wird vorzugweise eine Dampfstrahlpumpe verwendet, da diese eine hohe Leistung aufweist, aber auch viel Energie verbraucht. Dabei wird das kondensierbare Gas im Vakuum unter Druck gesetzt, anschließend kondensiert und abgeleitet. Die Entfernung des nachfolgenden Stufenvakuums kann je nach Situation durch mechanisches Vakuumieren zur Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen erfolgen.

Warum 7 Grad kaltes Wasser? Im Prinzip kann sich doch Kondenswasser bei jeder Temperatur unter 15 Grad kondensieren, oder?

1) Der Sättigungsdampfdruck von Wasser bei 15 Grad beträgt 17 mbar. 2) Die Wasserdampfdruck im Prozessgas kann nur dann kondensiert werden, wenn er höher als 17 mbar ist ； 3) Wenn die Temperatur am Eingang des gekühlten Wassers 15 Grad beträgt, kommt es in der Regel nicht zu Kondensation – bei einem Gesamtdruck des Prozessgases von 17 mbar ； 4) Nur bei einer Ausgangstemperatur des gekühlten Wassers von 15 Grad ist es gerade noch möglich!

Das bedeutet: Der gesättigte Dampfdruck eines Flüssigkeits ist von der Temperatur der Flüssigkeit abhängig. Um Dampf kondensieren zu lassen, muss der Dampfdruck größer sein als der gesättigte Dampfdruck. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Erstens kann der Gasdruck insgesamt erhöht werden, wodurch der Dampfdruck über dem Sättigungsdampfdruck liegt und somit Kondensation stattfindet ； Erstens wird die Temperatur der Flüssigkeit gesenkt, wodurch der Sättigungsdampfdruck abnimmt. Dadurch wird der Dampfdruck größer als der Sättigungsdampfdruck, und es kommt zur Kondensation. Im Buch steht: „Wenn aufgrund eines zu hohen Vakuumgrades die Kondensation schwierig ist und es außerdem wirtschaftlicher ist, ein anderes Kühlsystem zu verwenden, dann wird in der Regel zunächst eine Dampfpumpe eingesetzt, um den Druck im Gemisch so zu erhöhen, dass der Dampf kondensieren kann. Dadurch können die kondensierbaren Gase entfernt werden. Anschließend werden mit einer Gasvakuumpumpe die nicht kondensierbaren Gase weiter entfernt.“ Eine hohe Vakuumstärke bedeutet, dass der Gesamtdruck des Gases gering ist. Dadurch liegt der Dampfdruck unter dem Sättigungsdampfdruck. Wenn Kondensation gewünscht ist, kann man die zweite Methode anwenden: Dabei wird ein Kühlsystem eingesetzt, um den Sättigungsdampfdruck der Flüssigkeit zu senken und so die Kondensation zu ermöglichen. Aber da Kältemittel nicht wirtschaftlich sind, wird die erste Methode angewandt: Der Gasdruck wird insgesamt erhöht, sodass der Dampfdruck über dem Sättigungsdampfdruck liegt und dadurch Kondensation eintritt. Ist diese Analyse richtig?

Ja, genau so ist es. Entweder muss die Temperatur des Kühlmittels gesenkt werden, oder es muss ein Druck des Prozessgases erzeugt werden, damit es zu einer Kondensation kommt.

Äh, vielen Dank, das hat wirklich geholfen

:Sieg: Gern geschehen!