Flüssigwassertransportfunktion: Unterschied zwischen den Versionen
Aus Energie-Wiki
energie>WikiSysop Keine Bearbeitungszusammenfassung |
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
||
| (13 dazwischenliegende Versionen von 2 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
{{Navigationsleiste Feuchteschutz}} | {{Navigationsleiste Feuchteschutz}} | ||
Die '''Flüssigwassertransportfunktion''' ist die Eigenschaft eines Materials, die angibt in welcher Geschwindigkeit sich Feuchtigkeit in einem Material ausbreitet. | Die '''Flüssigwassertransportfunktion''' ist die Eigenschaft eines Materials, die angibt in welcher Geschwindigkeit sich Feuchtigkeit in einem Material ausbreitet. In manchen Publikationen wird auch der Index l (liquid) statt w verwendet. | ||
Der Flüssigwassertransport kann über folgende Funktionen angegeben werden: | Der Flüssigwassertransport kann über folgende Funktionen angegeben werden: | ||
* K<sub> | * K<sub>w</sub>(w) [kg/(msPa)] - Flüssigwasserleitfähigkeit in Abhängigkeit vom [[Feuchtegehalt von Materialien|Feuchtegehalt des Materials]] | ||
* K<sub> | * K<sub>w</sub>(p<sub>c</sub>) [kg/(msPa)] - Flüssigwasserleitfähigkeit in Abhängigkeit vom [[Kapillardruck]] | ||
* D<sub> | * D<sub>w</sub>(w) [m²/s] - Flüssigwasserausbreitungsvermögen in Abhängigkeit vom [[Feuchtegehalt von Materialien|Feuchtegehalt des Materials]] | ||
* D<sub> | * D<sub>w</sub>(φ) [m²/s] - Flüssigwasserausbreitungsvermögen in Abhängigkeit von der [[Luftfeuchtigkeit|relativen Luftfeuchte]] | ||
* ρ<sub>w</sub> - Flüssigwasserdichte 1000 kg/m³ | |||
Die Umrechnung der Feuchtespeicherfunktionen erfolgt über: | Die Umrechnung der Feuchtespeicherfunktionen erfolgt über: | ||
: <math> | : <math>K_w(p_c) = - D_w(w) \cdot \frac{\partial w}{\partial p_c}</math> | ||
Der Flüssigwassertransport ([[Feuchtestromdichte]] g<sub>w</sub>) hängt vom Unterschied des Kapillardrucks bzw. des Wassergehaltes innerhalb des Bauteils ab: | Der Flüssigwassertransport ([[Feuchtestromdichte]] g<sub>w</sub>) hängt vom Unterschied des Kapillardrucks bzw. des Wassergehaltes innerhalb des Bauteils ab: | ||
: <math>g_w = - | : <math>g_w = - K_w(p_c) \cdot (\nabla p_c +\rho_w \cdot g) = - K_w(p_c) \cdot \left(\frac{\partial p_c}{\partial x}+\rho_w \cdot g \right)</math> | ||
: <math>g_w = - | : <math>g_w = - D_w(w) \cdot \nabla w = - D_l(w) \cdot \frac{\partial w}{\partial x}</math> | ||
: <math>g_w = - | : <math>g_w = - D_w(\varphi) \cdot \nabla \varphi = - D_w(\varphi) \cdot \frac{\partial \varphi}{\partial x}</math> | ||
Wird der Flüssigwassertransport | Wird der Flüssigwassertransport D<sub>w</sub>(w) in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt w bestimmt, so können: | ||
* Schwerkraftwirkung | * Schwerkraftwirkung | ||
* anstehendes drückendes Wasser und | * anstehendes drückendes Wasser und | ||
| Zeile 23: | Zeile 24: | ||
nicht berücksichtigt werden. | nicht berücksichtigt werden. | ||
Die Feuchtetransportfunktion D(w) wird auch als '''Feuchteausbreitungsvermögen''' D<sub>w</sub> [EN: moisture diffusivity] bezeichnet: | Die Feuchtetransportfunktion D<sub>w</sub>(w) wird auch als '''Feuchteausbreitungsvermögen''' D<sub>w</sub> [EN: moisture diffusivity] bezeichnet: | ||
: <math>\vec g = -D_w \cdot \nabla w</math> | : <math>\vec g = -D_w \cdot \nabla w</math> | ||
Die Feuchtetransportfunktion K(p< | Die Feuchtetransportfunktion K(p<sub>suc</sub>) wird auch als '''Feuchteleitfähigkeit''' λ<sub>m</sub> [EN: moisture conductivity] in Abhängigkeit vom Saugdruck s bezeichnet: | ||
: <math>\vec g = -\lambda_m \cdot \nabla s</math> | : <math>\vec g = -\lambda_m \cdot \nabla s</math> | ||
== Approximation == | |||
Bis zu einer Porenluftfeuchte von ca. 93% lässt sich der Flüssigwassertransport über den Dampfdiffusionswiderstand mit folgender Formel ableiten: | |||
: <math>D_w = \frac{D_0 \cdot p_s}{R_V \cdot T} \cdot ( \frac{1}{\mu_{80}}-\frac{1}{\mu_{93}}) / \frac{dw}{d \varphi}</math> | |||
== Messverfahren == | == Messverfahren == | ||
* Messung des Wasserabsorptionskoeffizienten/[[Wasseraufnahmekoeffizient|Wasseraufnahmekoeffizienten]] | * Messung des Wasserabsorptionskoeffizienten/[[Wasseraufnahmekoeffizient|Wasseraufnahmekoeffizienten]] | ||
* Messung des Trocknungsverhaltens | * Messung des Trocknungsverhaltens | ||
* Messung der Feuchteverteilung mit kernmagnetischer Resonanz (NMR = Nuclear Magnetic Resonance = NMR-Spektroskopie) | * Messung der Feuchteverteilung mit kernmagnetischer Resonanz (NMR = Nuclear Magnetic Resonance = NMR-Spektroskopie) | ||
| Zeile 38: | Zeile 44: | ||
* Gamma- und Neutronenabsorption | * Gamma- und Neutronenabsorption | ||
* Laborversuch zur Ermittlung des kapillarten Rücktransports (KAPI-Test) | * Laborversuch zur Ermittlung des kapillarten Rücktransports (KAPI-Test) | ||
* Feuchtemessung mit Zeitbereichsreflektometrie (EN: Time Domain Reflectometriy TDR) siehe [[wikipedia:de:Feuchtemessung mit Zeitbereichsreflektometrie]] | |||
Da die Ergebnisse der verschiedenen Messverfahren noch sehr voneinander abweichen, ist nur das Messverfahren für den Wasseraufnahmekoeffizienten genormt. | Da die Ergebnisse der verschiedenen Messverfahren noch sehr voneinander abweichen, ist nur das Messverfahren für den Wasseraufnahmekoeffizienten genormt. | ||
| Zeile 49: | Zeile 57: | ||
Anschließend Ermittlung der Kapillartransportkoeffizienten aus dem w-Wert: M. Krus, A. Holm, T. Schmidt, Bauinstandsetzen 3 (1997), H.1, S. 219-234 | Anschließend Ermittlung der Kapillartransportkoeffizienten aus dem w-Wert: M. Krus, A. Holm, T. Schmidt, Bauinstandsetzen 3 (1997), H.1, S. 219-234 | ||
{{siehe auch|[[Feuchtespeicherfunktion]], [[Wasseraufnahmekoeffizient]], [[Dampftransportfunktion]], [[Feuchtestromdichte]]}} | {{siehe auch|[[Feuchtespeicherfunktion]], [[Wasseraufnahmekoeffizient]], [[Dampftransportfunktion]], [[Feuchtestromdichte]], [[Porenmodell]], [[Saugdruck]]}} | ||
[[Kategorie:Feuchteschutz]] | [[Kategorie:Feuchteschutz]] | ||
Aktuelle Version vom 12. Oktober 2023, 14:43 Uhr
Die Flüssigwassertransportfunktion ist die Eigenschaft eines Materials, die angibt in welcher Geschwindigkeit sich Feuchtigkeit in einem Material ausbreitet. In manchen Publikationen wird auch der Index l (liquid) statt w verwendet.
Der Flüssigwassertransport kann über folgende Funktionen angegeben werden:
- Kw(w) [kg/(msPa)] - Flüssigwasserleitfähigkeit in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt des Materials
- Kw(pc) [kg/(msPa)] - Flüssigwasserleitfähigkeit in Abhängigkeit vom Kapillardruck
- Dw(w) [m²/s] - Flüssigwasserausbreitungsvermögen in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt des Materials
- Dw(φ) [m²/s] - Flüssigwasserausbreitungsvermögen in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchte
- ρw - Flüssigwasserdichte 1000 kg/m³
Die Umrechnung der Feuchtespeicherfunktionen erfolgt über:
- [math]\displaystyle{ K_w(p_c) = - D_w(w) \cdot \frac{\partial w}{\partial p_c} }[/math]
Der Flüssigwassertransport (Feuchtestromdichte gw) hängt vom Unterschied des Kapillardrucks bzw. des Wassergehaltes innerhalb des Bauteils ab:
- [math]\displaystyle{ g_w = - K_w(p_c) \cdot (\nabla p_c +\rho_w \cdot g) = - K_w(p_c) \cdot \left(\frac{\partial p_c}{\partial x}+\rho_w \cdot g \right) }[/math]
- [math]\displaystyle{ g_w = - D_w(w) \cdot \nabla w = - D_l(w) \cdot \frac{\partial w}{\partial x} }[/math]
- [math]\displaystyle{ g_w = - D_w(\varphi) \cdot \nabla \varphi = - D_w(\varphi) \cdot \frac{\partial \varphi}{\partial x} }[/math]
Wird der Flüssigwassertransport Dw(w) in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt w bestimmt, so können:
- Schwerkraftwirkung
- anstehendes drückendes Wasser und
- Gasdruckunterschiede
nicht berücksichtigt werden.
Die Feuchtetransportfunktion Dw(w) wird auch als Feuchteausbreitungsvermögen Dw [EN: moisture diffusivity] bezeichnet:
- [math]\displaystyle{ \vec g = -D_w \cdot \nabla w }[/math]
Die Feuchtetransportfunktion K(psuc) wird auch als Feuchteleitfähigkeit λm [EN: moisture conductivity] in Abhängigkeit vom Saugdruck s bezeichnet:
- [math]\displaystyle{ \vec g = -\lambda_m \cdot \nabla s }[/math]
Approximation
Bis zu einer Porenluftfeuchte von ca. 93% lässt sich der Flüssigwassertransport über den Dampfdiffusionswiderstand mit folgender Formel ableiten:
- [math]\displaystyle{ D_w = \frac{D_0 \cdot p_s}{R_V \cdot T} \cdot ( \frac{1}{\mu_{80}}-\frac{1}{\mu_{93}}) / \frac{dw}{d \varphi} }[/math]
Messverfahren
- Messung des Wasserabsorptionskoeffizienten/Wasseraufnahmekoeffizienten
- Messung des Trocknungsverhaltens
- Messung der Feuchteverteilung mit kernmagnetischer Resonanz (NMR = Nuclear Magnetic Resonance = NMR-Spektroskopie)
- Mikrowellen-Messverfahren
- Gamma- und Neutronenabsorption
- Laborversuch zur Ermittlung des kapillarten Rücktransports (KAPI-Test)
- Feuchtemessung mit Zeitbereichsreflektometrie (EN: Time Domain Reflectometriy TDR) siehe wikipedia:de:Feuchtemessung mit Zeitbereichsreflektometrie
Da die Ergebnisse der verschiedenen Messverfahren noch sehr voneinander abweichen, ist nur das Messverfahren für den Wasseraufnahmekoeffizienten genormt.
Literatur / Links
Zur Berechnung des Feuchtetransports siehe auch https://www.salzwiki.de/index.php/Mechanismen_des_Feuchtetransports
Bestimmung der Transportkoeffizienten für die Weiterverteilung aus einfachen Trocknungsversuchen und rechnerischer Anpassung: A. Holm, M. Krus, Bauinstandsetzen 4 (1998), H.1, S. 33-52
Anschließend Ermittlung der Kapillartransportkoeffizienten aus dem w-Wert: M. Krus, A. Holm, T. Schmidt, Bauinstandsetzen 3 (1997), H.1, S. 219-234
