عندما يتم خفض الضغط بسرعة على خط أنابيب الغاز المضغوط (على سبيل المثال ، يُسمح للغاز بالتدفق بسرعة عبر صمام مفتوح إلى الغلاف الجوي) ، يؤدي التأثير الديناميكي الحراري إلى تبريد الغاز. وهذا ما يسمى عملية الاختناق أو تأثير جول-طومسون. يعتبر فقدان الحرارة دالة على تمدد الغاز من ضغط مرتفع إلى ضغط منخفض وهو ثابت الحرارة بطبيعته (لا يتم تبادل الحرارة).
حدد الغاز المضغوط في خط الأنابيب. على سبيل المثال ، افترض أن غاز ثاني أكسيد الكربون في خط أنابيب عند ضغط 294 رطلاً لكل بوصة مربعة (psi) ودرجة حرارة 212 درجة فهرنهايت. في هذه الظروف ، يكون معامل جول-طومسون هو 0.6375.
أعد ترتيب حساب فقد الحرارة لعزل درجة الحرارة النهائية. معادلة جول-طومسون هي μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) حيث μ هي معامل جول-طومسون ، T1 هي درجة الحرارة الأولية ، T2 هي درجة الحرارة النهائية ، P1 هي الضغط الأولي و P2 هي درجة الحرارة النهائية الضغط. إعادة ترتيب العوائد -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. افترض أن الضغط النهائي هو 50 رطل / بوصة مربعة.
احسب درجة الحرارة النهائية وفقدان الحرارة في النظام. يتم ذلك عن طريق إدخال القيم مثل -0.6375 x (294-50) + 212 = T2 والتي يتم حسابها لتكون T2 = 56.45. لذلك ، فإن فقد الحرارة أثناء إزالة الضغط هو 212 - 56.45 أو ما يقرب من 155 درجة فهرنهايت.
مراجع
- ماكماستر كار: حسابات الكيمياء
- "كتيب بيري للمهندس الكيميائي" ؛ تأثير جول طومسون روبرت بيري 1984
عن المؤلف
بريان باير يكتب منذ عام 1982. ظهرت أعماله على مواقع الويب مثل eHow ، حيث يتخصص في موضوعات التكنولوجيا والإدارة والأعمال. باير حاصل على بكالوريوس العلوم في الهندسة الكيميائية من جامعة أركنساس وماجستير في إدارة الأعمال من جامعة ألاباما ، هانتسفيل.
اعتمادات الصورة
Photos.com/Photos.com/Getty Images