Kai suslėgto dujotiekio slėgis greitai sumažėja (t. Y. Leidžiama dujoms greitai tekėti per atidarytą vožtuvą į atmosferą), termodinaminis efektas sukelia dujų atvėsimą. Tai vadinama droseliavimo procesu arba Joule-Thomsono efektu. Šilumos nuostoliai yra dujų išsiplėtimo iš aukšto slėgio į žemesnį slėgio funkcija ir yra adiabatinio pobūdžio (šiluma nekeičiama).
Nustatykite dujotiekyje suslėgtas dujas. Pavyzdžiui, tarkime, kad dujotiekyje anglies dioksido dujos yra 294 svarų už kvadratinį colį (psi) slėgio ir 212 laipsnių Fahrenheito temperatūros. Šiomis sąlygomis Joule-Thomson koeficientas yra 0,6375.
Pertvarkykite šilumos nuostolių skaičiavimą, kad būtų išskirta galutinė temperatūra. Joule-Thomson lygtis yra μ = (T1 - T2) / (P1 - P2), kur μ yra Joule-Thomson koeficientas, T1 yra pradinė temperatūra, T2 yra galutinė temperatūra, P1 yra pradinis slėgis ir P2 yra galutinis spaudimas. Pertvarkant derlių -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Tarkime, kad galutinis slėgis yra 50 psi.
Apskaičiuokite galutinę temperatūrą ir šilumos nuostolius sistemoje. Tai daroma prijungus reikšmes -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2, kuri apskaičiuojama kaip T2 = 56,45. Todėl šilumos nuostoliai slėgio pašalinimo metu yra 212 - 56,45 arba maždaug 155 laipsniai pagal Celsijų.
Literatūra
- McMaster Carr: Chemijos skaičiavimai
- „Perry chemijos inžinieriaus vadovas“; Džoulio-Tomsono efektas; Robertas Perry; 1984
apie autorių
Brianas Baeris rašė nuo 1982 m. Jo darbas pasirodė tokiose interneto svetainėse kaip „eHow“, kur jis specializuojasi technologijų, vadybos ir verslo srityse. Baeris turi chemijos inžinerijos bakalaurą Arkanzaso universitete ir verslo administravimo magistrą Alabamos universitete, Hantsvilyje.
Nuotraukų kreditai
Photos.com/Photos.com/Getty Images