Gdy gazociąg pod ciśnieniem jest gwałtownie rozprężany (tj. gaz może szybko przepływać przez otwarty zawór do atmosfery), efekt termodynamiczny powoduje ochłodzenie gazu. Nazywa się to procesem dławienia lub efektem Joule-Thomsona. Utrata ciepła jest funkcją rozszerzania się gazu z wysokiego ciśnienia do niższego i ma charakter adiabatyczny (brak wymiany ciepła).
Określ gaz, który jest sprężony w rurociągu. Na przykład załóżmy, że gazowy dwutlenek węgla znajduje się w rurociągu pod ciśnieniem 294 funtów na cal kwadratowy (psi) i w temperaturze 212 stopni Fahrenheita. W tych warunkach współczynnik Joule-Thomsona wynosi 0,6375.
Zmień układ obliczeń strat ciepła, aby wyodrębnić temperaturę końcową. Równanie Joule'a-Thomsona to μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) gdzie μ jest współczynnikiem Joule'a-Thomsona, T1 jest temperatura początkowa, T2 to temperatura końcowa, P1 to ciśnienie początkowe, a P2 to końcowa nacisk. Zmiana rozkładu uzysków -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Załóżmy, że ciśnienie końcowe wynosi 50 psi.
Oblicz ostateczną temperaturę i straty ciepła w systemie. Odbywa się to poprzez wstawienie wartości -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2, co daje wynik T2 = 56,45. Dlatego strata ciepła podczas rozprężania wynosi 212 - 56,45 lub około 155 stopni Fahrenheita.
Bibliografia
- McMaster Carr: Obliczenia chemiczne
- „Podręcznik inżyniera chemika Perry'ego”; efekt Joule'a-Thomsona; Roberta Perry'ego; 1984
o autorze
Brian Baer pisze od 1982 roku. Jego prace pojawiały się na stronach internetowych, takich jak eHow, gdzie specjalizuje się w tematyce technologii, zarządzania i biznesu. Baer ma tytuł licencjata inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Arkansas oraz tytuł Master of Business Administration na Uniwersytecie Alabama w Huntsville.
Kredyty fotograficzne
Photos.com/Photos.com/Getty Images
