Was der Taupunkt aussagt
Luft nimmt Wasserdampf bis zu einer Grenze auf, die mit der Temperatur steil ansteigt. Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die Luft bei gleichem Druck und gleichem Wassergehalt abgekühlt werden muss, damit diese Grenze erreicht wird: Darunter kondensiert Wasser an Oberflächen. Anders als die relative Feuchte ändert sich der Taupunkt beim Erwärmen oder Abkühlen der Luft nicht. Er ist daher die maßgebliche Größe für Druckluft, Kühlräume, Schaltschränke und Trocknungsprozesse.
So wird gerechnet
Der Rechner verwendet die von der Weltorganisation für Meteorologie empfohlene Formel für den Sättigungsdampfdruck (WMO-Nr. 8, nach Sonntag 1990):
ew(t) = 6.112 × exp(17.62 t / (243.12 + t)) hPa
Der tatsächliche Dampfdruck ist e = ew(t) × rF / 100. Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der ew gleich e ist; er ergibt sich durch Umkehrung derselben Formel. Unter 0 °C nennt der Rechner zusätzlich den Frostpunkt aus der Eisformel 6,112 × exp(22,46 t / (272,62 + t)). Geben Sie entweder die relative Feuchte oder den Taupunkt ein; der jeweils andere Wert wird berechnet.
Aus dem Dampfdruck folgen:
- Absolute Feuchte, Gramm Wasser pro Kubikmeter Luft: e / (Rv T) mit Rv = 461,5 J/(kg·K)
- Mischungsverhältnis, Gramm Wasser pro Kilogramm trockener Luft: 622 × e / (p − e); es hängt vom Luftdruck ab
- Spezifische Enthalpie, der Wärmeinhalt pro Kilogramm trockener Luft für Klima- und Trocknungsberechnungen
Rechenbeispiel
Luft mit 20 °C und 50 % relativer Feuchte bei Normaldruck:
- Dampfdruck 11,66 hPa (Sättigung 23,33 hPa)
- Taupunkt 9,3 °C: Eine Kaltwasserleitung mit 8 °C beschlägt
- Absolute Feuchte 8,62 g/m³, Mischungsverhältnis 7,24 g/kg
- Enthalpie 38,5 kJ/kg
Bei 25 °C und 60 % steigt der Taupunkt auf 16,7 °C.
Relative Feuchte unter 0 °C
Üblicherweise bezieht sich die relative Feuchte auch unter dem Gefrierpunkt auf flüssiges Wasser; Wetterdienste und die meisten Feuchtesensoren geben sie so an. Über Eis ist der Sättigungsdampfdruck niedriger. Luft, die gegenüber Wasser weniger als 100 % zeigt, kann gegenüber Eis bereits gesättigt sein: Reif bildet sich am Frostpunkt, der etwas über dem Taupunkt liegt.
Genauigkeit
Die Formel stimmt von −45 bis 60 °C auf etwa 0,3 % mit den IAPWS-Referenzwerten überein, weit besser als jeder Feuchtesensor im Feld. In der Praxis bestimmt die Messung die Unsicherheit: Ein Sensor mit ±2 % rF bei 20 °C und 50 % ergibt eine Taupunktunsicherheit von etwa ±0,6 °C. Bei hohem Druck erhöht der Verstärkungsfaktor den Dampfdruck um etwa 0,4 %; für Druckluft unter Leitungsdruck verwenden Sie besser einen Drucktaupunktsensor, statt einen atmosphärischen Messwert umzurechnen.
Häufige Fehler
Relative Feuchte bei verschiedenen Temperaturen vergleichen. 50 % bei 30 °C enthalten mehr als doppelt so viel Wasser wie 50 % bei 15 °C. Vergleichen Sie Taupunkte oder Mischungsverhältnisse.
Kalte Stellen übersehen. Kondensat bildet sich an der kältesten Fläche, etwa an einer Schrankwand im Winter oder einer ungedämmten Leitung, nicht bei der im Raum gemessenen Lufttemperatur.
Taupunkt und Frostpunkt verwechseln. Unter 0 °C meinen Spezifikationen für Instrumentenluft und Tiefkühlanlagen manchmal den Frostpunkt; prüfen Sie, welcher Wert im Datenblatt steht.
Häufige Fragen
Funktioniert der Rechner in °F?
Ja. Nutzen Sie den °C/°F-Schalter oben auf der Seite; alle Temperaturen folgen ihm.
Welchen Druck gebe ich ein?
Den Gesamtluftdruck. 1013,25 hPa ist der Normaldruck auf Meereshöhe; er beeinflusst nur Mischungsverhältnis und Enthalpie, nicht Taupunkt oder relative Feuchte.
Kann ich den Stromausgang eines Feuchtetransmitters umrechnen?
Skalieren Sie das 4–20-mA-Signal mit dem 4–20-mA-Umrechner in % rF oder °C Taupunkt und geben Sie den Wert hier ein.