Jak obliczyć straty ciepła podczas rozprężania rurociągu?

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

  • Dzielić
instagram viewer