När en trycksatt gasledning snabbt trycksätts (dvs. gasen får strömma snabbt genom en öppen ventil till atmosfären), får en termodynamisk effekt att gasen svalnar. Detta kallas en strypningsprocess eller Joule-Thomson-effekten. Värmeförlusten är en funktion av gasens expansion från ett högt tryck till ett lägre tryck och är adiabatisk till sin natur (inget värme utbyts).
Bestäm gasen som komprimeras i rörledningen. Antag till exempel att koldioxidgas är i en rörledning med ett tryck på 294 pund per kvadrattum (psi) och en temperatur på 212 grader Fahrenheit. Vid dessa förhållanden är Joule-Thomson-koefficienten 0,6375.
Ordna om värmeförlustberäkningen för att isolera den slutliga temperaturen. Joule-Thomson-ekvationen är μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) där μ är Joule-Thomson-koefficienten, T1 är den initiala temperaturen, T2 är den slutliga temperaturen, P1 är det initiala trycket och P2 är den slutliga tryck. Omarrangerar utbyten -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Antag att det slutliga trycket är 50 psi.
Beräkna den slutliga temperaturen och värmeförlusten i systemet. Detta görs genom att ansluta värdena till -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2 som beräknas vara T2 = 56,45. Därför är värmeförlusten under trycklösningen 212 - 56,45 eller ungefär 155 grader Fahrenheit.
Referenser
- McMaster Carr: kemiberäkningar
- ”Perrys Chemical Engineer's Handbook”; Joule-Thomson-effekt; Robert Perry; 1984
Om författaren
Brian Baer har skrivit sedan 1982. Hans arbete har dykt upp på webbplatser som eHow, där han specialiserar sig på teknik, management och affärsämnen. Baer har en kandidatexamen i kemiteknik från University of Arkansas och en Master of Business Administration från University of Alabama, Huntsville.
Fotokrediter
Photos.com/Photos.com/Getty Images