Wanneer een gasleiding onder druk snel drukloos wordt gemaakt (d.w.z. men laat het gas snel door een open klep naar de atmosfeer stromen), zorgt een thermodynamisch effect ervoor dat het gas afkoelt. Dit wordt een throttling-proces of het Joule-Thomson-effect genoemd. Het warmteverlies is een functie van de expansie van het gas van een hoge druk naar een lagere druk en is adiabatisch van aard (er wordt geen warmte uitgewisseld).
Bepaal het gas dat in de pijpleiding wordt gecomprimeerd. Stel bijvoorbeeld dat kooldioxidegas zich in een pijpleiding bevindt met een druk van 294 pond per vierkante inch (psi) en een temperatuur van 212 graden Fahrenheit. Onder deze omstandigheden is de Joule-Thomson-coëfficiënt 0,6375.
Herschik de berekening van het warmteverlies om de eindtemperatuur te isoleren. De Joule-Thomson-vergelijking is μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) waarbij μ de Joule-Thomson-coëfficiënt is, T1 is de begintemperatuur, T2 is de eindtemperatuur, P1 is de begindruk en P2 is de eindtemperatuur druk. Herschikken van opbrengsten -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Neem aan dat de einddruk 50 psi is.
Bereken de eindtemperatuur en het warmteverlies in het systeem. Dit wordt gedaan door de waarden in te vullen als -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2, wat wordt berekend als T2 = 56,45. Daarom is het warmteverlies tijdens drukverlaging 212 - 56,45 of ongeveer 155 graden Fahrenheit.
Referenties
- McMaster Carr: Chemische berekeningen
- "Perry's Chemical Engineer's Handbook"; Joule-Thomson-effect; Robert Perry; 1984
Over de auteur
Brian Baer schrijft sinds 1982. Zijn werk is verschenen op websites zoals eHow, waar hij gespecialiseerd is in technologie, management en zakelijke onderwerpen. Baer heeft een Bachelor of Science in chemische technologie van de University of Arkansas en een Master of Business Administration van de University of Alabama, Huntsville.
Fotocredits
Photos.com/Photos.com/Getty Images