Когато газопроводът под налягане се разхерметизира бързо (т.е. газът се оставя да тече бързо през отворен клапан към атмосферата), термодинамичният ефект води до охлаждане на газа. Това се нарича процес на регулиране или ефект на Джоул-Томсън. Загубата на топлина е функция от разширяването на газа от високо налягане към по-ниско налягане и е адиабатна по своята същност (не се обменя топлина).
Определете газа, който се компресира в тръбопровода. Например, приемете, че въглеродният диоксид е в тръбопровода при налягане от 294 паунда на квадратен инч (psi) и температура от 212 градуса по Фаренхайт. При тези условия коефициентът на Джоул-Томсън е 0,6375.
Пренаредете изчислението на топлинните загуби, за да изолирате крайната температура. Уравнението на Джоул-Томсън е μ = (T1 - T2) / (P1 - P2), където μ е коефициентът на Джоул-Томсън, T1 е началната температура, T2 е крайната температура, P1 е началното налягане и P2 е крайната натиск. Пренареждането дава -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Да приемем, че крайното налягане е 50 psi.
Изчислете крайната температура и топлинните загуби в системата. Това се прави чрез включване на стойностите като -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2, което се изчислява на T2 = 56,45. Следователно загубата на топлина по време на освобождаването от налягане е 212 - 56,45 или приблизително 155 градуса по Фаренхайт.
Препратки
- McMaster Carr: Химически изчисления
- „Наръчник на Perry’s Chemical Engineer’s Hand”; Ефект на Джоул-Томсън; Робърт Пери; 1984
за автора
Брайън Баер пише от 1982 г. Неговата работа се появява в уеб сайтове като eHow, където специализира в областта на технологиите, управлението и бизнес темите. Баер е бакалавър по химическо инженерство от Университета в Арканзас и магистър по бизнес администрация от Университета на Алабама, Хънтсвил.
Снимки Кредити
Photos.com/Photos.com/Getty Images