タンク内の液体温度が200℃の場合、水位計に水分は溜まるか？
- 約10L程度のタンクの上と下に配管を設置し、タンク内に特殊な液体を6L入れて温度を200℃に上昇させます。
- タンク内の液体には水分が無いものとして、水位計には水分が溜まる可能性はあるのか疑問が生じます。
- 馬鹿な質問かもしれませんが、この疑問についてご意見をいただければ幸いです。
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水分発生
約１０Ｌ程度のタンクの上と下から水平に配管を出し（長さ約３００ｍｍ、内径約７ｍｍの配管）上と下の配管を透明チューブで垂直に接続します。（タンク内水位計とする） タンク内に特殊な液体を約６Ｌいれて密閉し、液体温度を２００℃に上昇させます。（中の液体の沸点は２５０℃以上）タンク内上部の空間部約４Ｌの空気も２００℃程度になると思われますが、上部空間部と接続した配管及び水位計の外部雰囲気温度は２５℃程度の温度となります。（タンクは断熱をしているが配管、水位計は断熱をしていない） この時、タンク内液体には水分が無いものとして、水位計には水分が溜まる事はありますでしょうか？ 整理しますと、初めタンク内上部空間部は２５℃の大気（空気、ある程度の水分を含んだ状態）→液体により約２００℃に上昇→接続された配管の外部周囲温度２５℃で冷やされた場合に液化（水分）するか？という内容です。（基本的に中の液体の影響は無視して考えたいと思います） 馬鹿な質問かもしれませんが、ご意見よろしくお願いいたします。
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基本的に結露を考えてください。 密閉した際に大量に水分を含んでいたとしても密閉したときの外気温度が仮定された２５°Ｃ以上でなければ結露は考えられません。 樹脂で２５０°Ｃ以上の耐熱温度を持つもので透明なものは知りませんが、ガラス系の物であれば水蒸気を透過することはありませんからその心配もありません。心配すべきは結露ではなく耐圧ではないでしょうか？ 出来るだけ気相を少なくして設計された方がよろしいかと思います。
もし透明チューブが樹脂製の場合、チューブの内部と外部の水分量に 差があることから水分が透過し、チューブ内部に僅かに水蒸気が入り込み 25℃に温度が下がった際に結露することが考えられます。
有機合成（試作規模）でクロル化をしていた時、ガラス壁面の 水分のため収率が極端に落ちました。 この時はガラスをバナーで焙りながら、和光純薬の乾燥用の塩カルを 管に詰めて、左右に細管を通したゴム栓をつけて給排気できるように しました。 質問の答えになっていますか？
お礼
ありがとうございます。 参考になります。
温度を上げてゆくと、容器壁面に存在する水分が蒸発して 水位計の部分で結露するかもしれません。 最初に空焚きすることが必要と思います。 冷却時にも、乾燥剤（塩化カルシュウム）を通した 空気を流す必要があります。
お礼
さっそくアドバイスありがとうございます。 実際には現象がまれに発生しています。（発生しているものが圧倒的に少ないのですが）まれに発生しているため説明がつかなく困っています。アドバイスを参考に考えたいと思います。また、乾燥剤を通した何か経験があれば教えていただければ、助かります。（メーカ名等）ここでメーカー名をズバリ言うのが問題であれば、何かヒントでもあれば助かります。実は低温側も苦慮しているものがあります。
飽和水蒸気量は，温度が高くなるほど大きくなります。 200℃のときの空気に水蒸気が残っている場合，25℃になると結露します。 今回の条件では，恐らく結露すると思います。 密閉容器の結露対策は，完璧なものがなく苦労しています。
お礼
アドバイスありがとうございます。 実際に発生したりしなかったりで、本当の理屈が掴みきれていません。（条件は同じであるはずなのに発生の方が少ない状態です。） 参考にさせていただき、考えます。 アドバイスありがとうございます。 実際に発生したりしなかったりで、本当の理屈が掴みきれていません。（条件は同じであるはずなのに発生の方が少ない状態です。） 参考にさせていただき、考えます。
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