เมื่อท่อส่งก๊าซที่มีแรงดันถูกลดแรงดันอย่างรวดเร็ว (กล่าวคือ ก๊าซสามารถไหลได้อย่างรวดเร็วผ่านวาล์วเปิดสู่บรรยากาศ) ผลกระทบทางอุณหพลศาสตร์จะทำให้ก๊าซเย็นลง สิ่งนี้เรียกว่ากระบวนการควบคุมปริมาณหรือเอฟเฟกต์ Joule-Thomson การสูญเสียความร้อนเป็นหน้าที่ของการขยายตัวของก๊าซจากแรงดันสูงไปสู่แรงดันที่ต่ำกว่าและเป็นอะเดียแบติกในธรรมชาติ (ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน)
กำหนดก๊าซที่ถูกบีบอัดในท่อ ตัวอย่างเช่น สมมติว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในท่อที่ความดัน 294 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) และอุณหภูมิ 212 องศาฟาเรนไฮต์ ที่เงื่อนไขเหล่านี้ สัมประสิทธิ์จูล-ทอมสันคือ 0.6375
จัดเรียงการคำนวณการสูญเสียความร้อนใหม่เพื่อแยกอุณหภูมิสุดท้ายออก สมการจูล-ทอมสันคือ μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) โดยที่ μ คือสัมประสิทธิ์จูล-ทอมสัน T1 คือ อุณหภูมิเริ่มต้น T2 คืออุณหภูมิสุดท้าย P1 คือความดันเริ่มต้นและ P2 คืออุณหภูมิสุดท้าย ความดัน. การจัดเรียงผลตอบแทน -μ x (P1 - P2) + T1 = T2 สมมติว่าแรงดันสุดท้ายคือ 50 psi
คำนวณอุณหภูมิสุดท้ายและการสูญเสียความร้อนในระบบ ทำได้โดยเสียบค่าเป็น -0.6375 x (294 - 50) + 212 = T2 ซึ่งคำนวณเป็น T2 = 56.45 ดังนั้นการสูญเสียความร้อนในระหว่างการลดแรงดันจะอยู่ที่ 212 - 56.45 หรือประมาณ 155 องศาฟาเรนไฮต์
อ้างอิง
- McMaster Carr: การคำนวณทางเคมี
- “คู่มือวิศวกรเคมีของเพอร์รี่”; จูล-ทอมสันเอฟเฟค; โรเบิร์ต เพอร์รี่; 1984
เกี่ยวกับผู้เขียน
Brian Baer เขียนมาตั้งแต่ปี 1982 งานของเขาปรากฏบนเว็บไซต์เช่น eHow ซึ่งเขาเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยี การจัดการ และหัวข้อทางธุรกิจ Baer ได้รับวิทยาศาสตรบัณฑิตสาขาวิศวกรรมเคมีจาก University of Arkansas และปริญญาโทบริหารธุรกิจจาก University of Alabama, Huntsville
เครดิตภาพ
Photos.com/Photos.com/Getty Images