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Version vom 12. Mai 2011, 22:33 Uhr
, 22:33, 12. Mai 2011→Kondensation
== Kondensation ==
== Kondensation ==
Wieviel Dampf muss ich im Kännchen kondesnsieren, um mit der Wärme des Dampfs die Milch von Kühlschranktemperatur auf 60° zu erhitzern?
In dieser Betrachtung gelten folgende Annahmen:
* Statt Milch wird Wasser im Kännchen erhitzt. Wasser ist besser erforscht, einfacher zu berechnen und wegen des hohen Wasseranteils der Milch ist der Fehler dieser Annahme klein
* Aus der Dampfdüse tritt (1-Fraktion(Wasser) gesättigter Dampf mit 100°C bei Umgebungsdruck + Fraktion(Wasser) bei 100°C aus
* Die Verdampfungsenthalpie des austretende Wassers wurde für die Beschleunigung des Dampfs verwendet und steht für die Erhitzung der Milch nicht mehr zur Verfügung
Wieviel Dampf muss ich dem Kessel entnehmen, um die Milch von Kühlschranktemperatur 4° auf 60°C zu erhitzen.
Wärmemenge zum Erhitzern
<pre>
Q = Delta(Temp) * c (Spezifische Wärme von Wasser) * m (Masse)
Q = 54K * 2,08 kJ/kgK * 1kg = 112,32 kJ
</pre>
Welche Menge Kesseldampf muss ich kondensieren und von 100°C auf 60°C abkühlen, um diese Wärmemege aufzubringen.
<pre>
Q = m(Dampf) * [ (1-Fraktion(Wasser) * r (Verdampfungsenthalpie) + C (Spezifische Wärem) * Delta_Temp ]
m = Q / ( (1-Fraktion(Wasser) *2201,6 [KJ/kg] + 2,08 kJ/kgK * 40K)
m = 112,32 kJ / ( 0,97 * 2201,6 [KJ/kg] + 83 kJ/kg )
m = 112,32 kJ / (2135,5 kJ/kg + 83 kJ/kg ) = 112,32 kJ / 2218,5 [kJ/kg]
m = 0,050 kg
</pre>
Oder als Bruchteil
<pre>1kg / 0,05 kg = 5 %
</pre>
Gesamt Kondensat nach Erwärmen in der Milch: 5% kondensierter Dampf + 3 % Kondensat durch Entspannung in Düse ~ ca. 8 %
Durch das Aufschäumen der Milch nimmt die Flüssigkeitsmenge durch Kondensat um ca. 8 % zu.
== Wie lässt sich die Kondensatmenge in der Milch beeinflussen ==
* Durch die Kesseltemperatur nur sehr geringfügig, da die Sattdampfkurve keine große Neigung zur Isenthalpe hat
* Durch hohen Kesselstand wird mehr Wasser durch den auströmenden Dampf mitgerissen und erhöht so die Kondensatmenge im Dampf und damit auch in der erwärmten Milch.
== Kesselfüllstand ==
== Kesselfüllstand ==