Wenn eine Druckgaspipeline schnell drucklos gemacht wird (d. h. dem Gas ermöglicht wird, schnell durch ein offenes Ventil in die Atmosphäre zu strömen), bewirkt ein thermodynamischer Effekt, dass das Gas abkühlt. Dies wird als Drosselungsprozess oder Joule-Thomson-Effekt bezeichnet. Der Wärmeverlust ist eine Funktion der Expansion des Gases von einem hohen Druck auf einen niedrigeren Druck und ist adiabatischer Natur (es wird keine Wärme ausgetauscht).
Bestimmen Sie das Gas, das in der Rohrleitung komprimiert wird. Angenommen, Kohlendioxidgas befindet sich in einer Pipeline mit einem Druck von 294 Pfund pro Quadratzoll (psi) und einer Temperatur von 212 Grad Fahrenheit. Unter diesen Bedingungen beträgt der Joule-Thomson-Koeffizient 0,6375.
Ordnen Sie die Wärmeverlustberechnung neu an, um die Endtemperatur zu isolieren. Die Joule-Thomson-Gleichung lautet μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) wobei μ der Joule-Thomson-Koeffizient ist, T1 ist die Anfangstemperatur, T2 ist die Endtemperatur, P1 ist der Anfangsdruck und P2 ist die Endtemperatur Druck. Umordnung ergibt -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Angenommen, der Enddruck beträgt 50 psi.
Berechnen Sie die Endtemperatur und den Wärmeverlust im System. Dies geschieht durch Einsetzen der Werte als -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2, was T2 = 56,45 ergibt. Daher beträgt der Wärmeverlust während der Druckentlastung 212 - 56,45 oder ungefähr 155 Grad Fahrenheit.
Verweise
- McMaster Carr: Chemische Berechnungen
- „Handbuch für Chemieingenieure von Perry“; Joule-Thomson-Effekt; Robert Perry; 1984
Über den Autor
Brian Bär schreibt seit 1982. Seine Arbeiten sind auf Websites wie eHow erschienen, wo er sich auf Technologie-, Management- und Wirtschaftsthemen spezialisiert hat. Baer hat einen Bachelor of Science in Chemieingenieurwesen der University of Arkansas und einen Master of Business Administration der University of Alabama, Huntsville.
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