Lineis Water Vapor

Productbeschrijving Lineis Water Vapor

Relatieve vochtigheid L40/RH

Voor veel toepassingen bij thermische analyse speelt de atmosfeer een belangrijke rol, omdat deze het monstergedrag kan beïnvloeden of reacties kan activeren. De invloed van vochtigheid op bouwmaterialen , de bewaartijd van geneesmiddelen en voedingsmiddelen of de invloed op de mechanische eigenschappen van polymeren zijn slechts enkele van de meest voorkomende voorbeelden.

Natuurlijk zijn de Linseis-instrumenten geschikt voor dergelijke experimenten, maar er is één feit dat vaak voor verwarring zorgt en zorgvuldig moet worden overwogen: het verschil tussen waterdamp en relatieve vochtigheid .

Verschil tussen relatieve vochtigheid en waterdamp

Relatieve vochtigheidsgeneratoren worden het meest gebruikt voor experimenten rond kamertemperatuur , terwijl waterdamptoepassingen plaatsvinden bij hogere temperaturen.

Wanneer water wordt verwarmd tot het kookpunt of hoger, verandert het water zijn aggregaatvorm van vloeibaar naar gasvormig. Het bestaat dan als waterdamp (stoom). Als deze stoom in een reactiekamer of instrument wordt geïntroduceerd, wordt dit waterdamptoepassing genoemd.

Elk gas daarentegen kan bij een bepaalde temperatuur een bepaalde hoeveelheid water transporteren en bevatten. Dit heet vochtigheid. Als we lucht als voorbeeld beschouwen, zit er altijd een hoeveelheid water in de lucht, zelfs onder het kookpunt van water , dat wordt gedefinieerd als de vochtigheidsgraad of relatieve vochtigheid.

H20-uitleg

Het typische temperatuurbereik voor een vochtgenerator ligt tussen kamertemperatuur en 80°C met een regelbare relatieve vochtigheid van 0,2% tot 98%. Dit kan worden gebruikt voor toepassingen in thermische analytische apparaten, zoals dilatometers , differentiële scanning-calorimeters of gelijktijdige thermische analysatoren , vooral voor de analyse van voedsel, farmaceutische producten, bouwmaterialen of biologische processen.

Dat betekent dat dezelfde hoeveelheid water, of preciezer gezegd, waterdamp in de lucht (gram H2O per kilogram lucht), zich vertaalt in verschillende relatieve vochtigheidsniveaus, afhankelijk van de temperatuur, naarmate de capaciteit van de atmosfeer verandert. Deze maximale hoeveelheid water (capaciteit) is sterk temperatuurafhankelijk en varieert van een fractie van grammen per kubieke meter (bij temperaturen onder 0°C) tot ongeveer 600 gram per kubieke meter bij 100°C.

Relatieve vochtigheid

De meest gebruikte maatstaf voor de luchtvochtigheid is de relatieve luchtvochtigheid. De relatieve vochtigheid kan eenvoudig worden gedefinieerd als de hoeveelheid water in de lucht ten opzichte van de verzadigingshoeveelheid die de lucht bij een bepaalde temperatuur kan bevatten, vermenigvuldigd met 100. Lucht met een relatieve vochtigheid van 50% bevat de helft van de waterdamp die deze kan bevatten. een bepaalde temperatuur.

Als de relatieve luchtvochtigheid tussen 0,1% en 100% ligt, kan het water voorkomen in de vorm van waterdamp. Als een relatieve luchtvochtigheid van 100% wordt bereikt en de omgevingslucht wordt afgekoeld, wordt het dauwpunt (dat de maximale hoeveelheid water definieert die de lucht bij een bepaalde temperatuur kan vasthouden) overschreden en condenseert het water uit de lucht, in de vorm van vloeibaar water.

Het residu is een evenwicht tussen vloeibaar water en waterdamp bij de specifieke temperatuur. Aan de andere kant, als de temperatuur wordt verhoogd tot boven het kookpunt van water (100°C op zeeniveau), kan het water in de lucht alleen bestaan ​​in de vorm van waterdamp.

Dauwpunt van water in de lucht

Met name met betrekking tot de levensomstandigheden op aarde is de indicatie van de relatieve vochtigheid zeer nuttig, omdat het zeer smalle bereik van de waterdampconcentratie waarin een zoogdier, zoals mensen, zich prettig voelt, grafisch kan worden weergegeven door de indicatie van de relatieve vochtigheid.

Comfortabel bereik van relatieve vochtigheid voor mensen

Dit leidt tot twee belangrijke toepassingsgevallen voor thermische analytische toepassingen. De eerste is een toepassing voor temperatuurmeting waarbij een gedefinieerd vochtigheidsniveau bij kamertemperatuur wordt ingesteld en het monster, inclusief de omgeving, wordt verwarmd of afgekoeld tot een vooraf ingestelde temperatuur. In dit geval blijft de hoeveelheid water in de meetkamer constant, maar verandert de relatieve vochtigheid als functie van de temperatuur .

De andere mogelijkheid is om te meten onder isotherme omstandigheden, waardoor gedefinieerde en constante vochtigheidsniveaus tussen 0,2% en 98% relatieve vochtigheid kunnen worden ingesteld. Koude lucht onder kamertemperatuur kan slechts een zeer beperkte hoeveelheid waterdamp vasthouden, die afneemt met de temperatuur. Lucht onder 0°C kan geen waterdamp meer bevatten. (zie grafiek hierboven).

Zodra de relatieve luchtvochtigheid boven het dauwpunt komt (bijvoorbeeld tijdens het afkoelen), condenseert de waterdamp tot vocht en als de omgevingstemperatuur onder de 0°C komt, zal deze bevriezen. Deze procedure vereist uitgebreidere hardwareapparatuur, bijvoorbeeld een verwarmde overdrachtslijn voor monstertemperaturen boven kamertemperatuur.

Een vochtgenerator creëert een waterdamphoudende atmosfeer door een gas door warm water te leiden en dit zo te verzadigen. Daarna wordt het gas aangepast tot 100% RH door droge lucht toe te voegen aan een vooraf bepaalde relatieve vochtigheid met behulp van een dauwpuntsensor. Aangepaste configuraties voor draaggas en samenstellingen kunnen worden besteld, met behulp van extra MFC’s of externe dauwpuntsensoren.

Toepassingen

Een typisch toepassingsvoorbeeld voor een meting van de relatieve vochtigheid vindt u hier, waarbij de invloed van vocht op de thermische uitzetting van twee verschillende baksteenmaterialen wordt onderzocht:

Dit toepassingsvoorbeeld toont de invloed van vocht en vochtigheid op baksteenmateriaal. De linker curve toont de isothermen van 2 steensoorten bij 20°C en 60°C en het vochtgehalte, geadsorbeerd door de monsters. Aan de rechterkant ziet u de vochtafhankelijke CTE. De vochtigheidsgraad heeft een aanzienlijke invloed op het thermische uitzettingsgedrag.