沸点でない時の蒸発量の計算の仕方を教えて下さい。

質問

コップに水を入れておくと、沸点でなくてもいずれは蒸発して水がなくなりますが、その蒸発量の計算のしかたをご存知の方教えて下さい。

回答No.3

walkingdic · ベストアンサー

ご質問の場合、予備的に試験してみるのが一番早いです。
というのも、純粋な水ではなく廃液とのことですから、この場合には水の沸点なども変わってしまいます。
中学校ぐらいで習ったと思いますけど、水に砂糖や塩など何かを加えると水の沸点や氷点が変わるというやつです。この意味は、飽和水蒸気量が単なる水とは異なるということを意味していて、それは蒸発量の違いになります。

後、廃液の濃度は段々上がりますのでそれにつれて飽和水蒸気量も変わり、蒸発量も変化することからかなり複雑な話になります。

そこで、バケットに廃液を入れて４０度にヒーターで加熱した状態で、はかりに載せて一定時間ごとの重量変化を測定するという予備試験を実施しますと、理論的算出だと非常に大変な沢山のパラメータやモデル検討抜きで、精度の高い予測が出来ます。

はっきり言うとモデルを立ててあれこれ考えるよりよっぽど早いですよ。

お礼

なるほどですね。

たしかにおっしゃる通り。

試験をしてみます。

ありがとうございます。

回答No.2

walkingdic

>水温４０℃、水面に接する空気の温度２５度、湿度６０％として、計算方法を教えて頂けないでしょうか？
それだと蒸発速度は無限大になります。

単純にいうと、蒸気圧の勾配に拡散係数を掛けると蒸発速度がでますが、水面に接している空気が常時湿度６０％なのであれば、水面の界面に於いて無限大の圧力勾配が生じるので蒸気圧の勾配は無限大ですから、蒸発速度も無限大になります。

お礼

ありがとうございます。
実は下記の様な計算を行いたいと思っています。
何か良い方法は無いでしょうか？

★ある工場での話★
廃液タンク（外気と接している）に廃液を入れておいて、ある程度蒸発させて（量を減らして）ドラムに廃液を入れ、トラックで業者が運んでいる。重さあたりで業者が引き取るため、蒸発させて量を減らすと支払う金額が安くなります。

またここの工場では余っている温水があります。

そこで、その温水の熱を利用し、廃液温度を上げ（熱交換器を利用）、蒸発量を増やし、更なる引取り量軽減を考えています。

例えば、現状の廃液温度を常温（20℃）とし、その廃液を余っている温水の熱エネルギーで40℃まで昇温させた場合、引き取り金額がどれだけ削減できるかを予測したいと考えております。

もちろん、正確な予想ができないことは分かっているのですが、おおまかな予測を立てる方法はないでしょうか。

知恵をお貸し頂けないでしょうか。

回答No.1

walkingdic

それは非常に難しい計算になるため簡単には出せません。
周囲環境によって大きく異なります。

直接的には、水温、水面に接する空気の温度と湿度がわかればよいのですけど、特に水面に接する空気の温度と湿度が単純にはわかりません。
これに関係するのは周囲の温度や湿度、そして風、拡散が関係します。

お礼

水温４０℃、水面に接する空気の温度２５度、湿度６０％として、計算方法を教えて頂けないでしょうか？