Berechnung Wasserverdunstung

lionel-hutz · Gast

Hallo,

ich möchte wissen, wieviel Wasser in einer bestimmten Zeit verdunstet, oder wieviel Zeit es benötigt um eine bestimmte Menge Wasser verdunsten zu lassen.

Google meinte folgende Parameter seien wichtig:

Luft/Wassertemperatur: 40°C (konstant)
Windgeschwindigkeit: 0
Wasserbewegung (Wellen und so): 0
Luftfeuchtigkeit: 70%
Wasseroberfläche: 0,5m²
Luftdruck: normal bzw. 1013,25 hPa

Ich hab auch gelesen, dass man das ganze anhand der "Magnusformel" berechnen kann. Keine Ahnung wie das laufen soll, Begriffe&Einheiten verwirren mich.

Wie oben geschrieben interessieren mich Zeit und Verdunstungsmenge. Da meine Zahlenwerte nur ein Zeigebeispiel sein sollen wäre es nett, wenn ich noch einen nachvollziehbaren Rechenweg erhalten könnte.
Mein Ziel ist es das ganze für andere Werte selbst berechnen zu können..

Danke schonmal und Gruss!

PS: Ich bin eine totale Niete in Physik, also bitte langsam und deutlich;p

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Wie sehen der Versuchsaufbau / die physikalische Situation aus? Liegt zum Bleistift ein geschlossenes Behältnis vor; haben Wasser und Luft gleiche Temperatur? [So ganz billig scheint mir das Problem nebenbei gesagt nicht zu sein. Kann man Luftbewegung ausschließen?]

mfG

lionel-hutz · Gast

Hi,

danke für die Antwort. Ich hab schon befürchtet, dass es eine etwas komplizierte Sache sein könnte. Vielleicht hilft eine kurze Erklärung, was ich im Sinn habe..

Ich frage mich schon lange, warum es in heißen Wüstengegenden mit Anschluss ans Meer nicht normal ist, Trinkwasser im großen Stil mit Hilfe von Meerwasserverdunstung zu gewinnen.
Wikipedia sagt zwar, dass es nicht wirklich rentabel ist, aber das überzeugt mich nicht wirklich.

Es leuchtet mir einfach nicht ein, dass technisch komplizierte Entsalzungsanlagen (ökonomisch) bessere Ergebnisse erzielen als ein Wassertank mit schwarzer Oberfläche, den man einfach hinstellen muss und dann wartet.:p

Folgendes stelle ich mir vor:

Wasser fließt langsam durch eine schwarze Röhre. Diese ist innen an der Kuppel (oberhalb des Wassers) mit kleinen Rinnen versehen, damit das verdunstete und oben kondensierte Wasser sich sammeln und ablaufen kann.
Die Röhre ist nach Nord-Süd ausgerichtet und außen herum ist ein Spiegel angebracht, der die Seite mit Sonnenstrahlen/Wärme versorgt, die gerade nicht direkt beschienen wird.

Meine kleine Recherche hat ergeben, dass sich Wind, Luftfeuchte und Fläche positiv auf die Verdunstung auswirken. Außerdem denke ich, dass ein möglichst kleines Volumen des Wassers (im Sinne von Abstand zur Wärmequelle) die Effizienz verbessert.

Daraus ergibt sich mein Modell:

- die Röhre besteht aus dunklem Glas, ist halbrund, hat einen Durchmesser von 25cm (unten flach) und eine Länge von 1m
- das Wasser ist 10 cm hoch
- ein leichter Wind weht und schiebt das Wasser langsam durch die Röhre
- die Anlage steht irgendwo im Großraum arabische Halbinsel, wo die Sonne ganzjährig 12 Stunden lang mit über 30°C brennt

Zum Versuchsaufbau:

Also das Behältnis ist geschlossen, Luft und Wasser haben vermutlich die selbe Temperatur, von Luftfeuchtigkeit und Wind/der Wasserbewegung kann man fürs erste absehen und die Energiezufuhr beträgt konstant 40°C.

Wie schon im Eingangspost geschrieben fehlen mir für den Rest (bzw. die Ergebnisse) komplett die physikalischen Fähigkeiten.

Vom reinen Gefühl her aber müsste sich die Röhre und das Wasser darin innerhalb von kurzer Zeit wahnsinnig erhitzen. Nicht zwingend anfangen zu kochen, aber wenn da permanent Hitze zugeführt wird und die Außenumgebung keine/nicht viel Wärme wegzieht, dann kann ich mir 80°C schon vorstellen. Es würde dann genug Wasser verdunsten, dass ein rentables Betreiben so einer Verdunstungsanlage möglich ist.

Danke fürs komplette durchlesen Thumbs up!

TheBartman · Anmeldungsdatum: 09.07.2009 Beiträge: 482

Ich habe mich noch nicht mit dem Thema befasst. Mal als Zahl für dich:

Die jährliche Sonneneinstrahlung auf der arabischen Halbinsel soll bei 2.200 kWh/m2 liegen.

Meine Vorabgedanken dazu:

Verdunsten ist kein Problem, wird auch gemacht zB bei Meersalzgewinnung.
Problem ist eher die Kondensation. Klar ist Wind für die Verdunstung von Vorteil, für die Rekondensation aber von gehörigem Nachteil.
Machbar ist es ganz sicher.

lionel-hutz · Gast

Ich hab sogar einen Mittelwert von 2500kwh für die Region gefunden. Klingt für mich nach.. viel;p

Sollte es für die Kondensation unvorteilhaft sein, Wind durch die Anlage zu blasen, dann müsste eben ein optimales Verdunstungs/Kondensationsverhältnis in bezug auf Wind gefunden werden.

Die Kondensation selbst ließe sich dahingehend optimieren, dass man zusätzlich vertikale Platten mit einer Abflussrinne einfügt, an denen sich der Dampf ablagern und ablaufen kann.
Insbesondere wenn man den Wind weg lässt kann man einige davon einbauen und so die Nettokondensationsmenge erhöhen.

Eben hab ich aber was gefunden, das dem ganzen etwas die Machbarkeit nehmen könnte: hiogi.de/question/wie-lange-dauert-es-bis-1-liter-kochendes-wasser-verdampft-sind-65605.html?back=/tag/Kaisers/8

Falls Dreisatz hier die korrekte Vorgehensweise ist - man kann sich dessen in der Physik nie sicher sein - dann dauert es bei der entsprechenden Sonnenleistung etwa 15 Minuten, um 1 Liter Wasser verteilt auf 1m² zu verdunsten. (Korrigier mich bitte, falls die Rechnung Mist ist!)

Das wären dann 40 Liter pro Tag und insgesamt zu wenig, um eine Anlage kapitalanlagetechnisch rentabel laufen zu lassen. Dafür bräuchte es mindestens das 10fache...

Komisch, beim Nudeln kochen gehts immer ganz schnell bis das Wasser weg ist... grübelnd

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Dd · Gast

und was machst Du mit dem Salz?

magician4 · Anmeldungsdatum: 03.06.2010 Beiträge: 914