Kelvin-Gleichung

Portal Baulicher Feuchteschutz

Mindestwärmeschutz | Stationäres Nachweisverfahren für eindimensionale Dampfströme | Monatsbilanzverfahren für eindimensionale Dampfströme | Hygrothermische Simulation | Bauphysikalische Kennwerte von Baustoffen

Mit der Kelvingleichung lässt sich die Feuchtespeicherfunktion zwischen Sorptionskurve und Saugspannungskurve umrechnen. Zu diesem Zweck wird die Temperatur der Umrechnung auf 20°C festgelegt. Mit der Kelvingleichung lässt sich der Saugdruck (bzw. Kapillardruck) p_c für eine relative Luftfeuchte ermitteln.

[math]\displaystyle{ p_c=-\rho_w \cdot R_v \cdot T_{ref} \cdot ln{(\phi)} }[/math]

[math]\displaystyle{ \varphi = \exp{(\frac{-p_c}{\rho_w \cdot R_v \cdot T_{ref}})} }[/math]

• p_c = Kapillardruck [Pa]
• ρ_w = 1000 kg/m³ Flüssigwasserdichte
• R_v = 462 J/(kgK) Spezifische Gaskonstante für Wasserdampf
• T_ref = 293,15 K Thermodynamische Temperatur bei 20°C
• φ = relative Luftfeuchte 0..1

Für eine relative Luftfeuchte von über 100% (wie sie im Rechenmodell von WUFI verwendet wird) ist die Kelvingleichung nicht definiert.

Die Gleichung basiert auf den Gleichgewichtsbedingungen nach Kelvin-Thomson:

[math]\displaystyle{ \varphi = exp \left[- \frac{2 \cdot \sigma \cdot cos \theta}{r \cdot \rho_w \cdot R_v \cdot T} \right] }[/math]

• σ = Oberflächenspannung des Wassers [N/m]
• θ = Randwinkel [°]
• r = Kapillarradius
• ρ_w = 1.000 kg/m³ Rohdichte Wasser

Dabei ist:

[math]\displaystyle{ p_c = 2 \sigma cos \theta / r }[/math]

Siehe auch: Feuchtespeicherfunktion, wikipedia:de:Kelvingleichung, Luftfeuchtigkeit, Sättigungsdampfdruck