Коли газопровід, що знаходиться під тиском, швидко розгерметизується (тобто газу дозволяється швидко текти через відкритий клапан в атмосферу), термодинамічний ефект змушує газ охолоджуватися. Це називається процесом дроселювання або ефектом Джоуля-Томсона. Втрати тепла є функцією розширення газу від високого тиску до нижчого і мають адіабатичний характер (тепло не обмінюється).
Визначте газ, який стискається в трубопроводі. Наприклад, припустимо, що газ вуглекислого газу знаходиться в трубопроводі під тиском 294 фунтів на квадратний дюйм (фунт / кв. Дюйм) і температурою 212 градусів за Фаренгейтом. За цих умов коефіцієнт Джоуля-Томсона дорівнює 0,6375.
Упорядкуйте розрахунок втрат тепла, щоб відокремити кінцеву температуру. Рівняння Джоуля-Томсона дорівнює μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) де μ - коефіцієнт Джоуля-Томсона, T1 дорівнює початкова температура, T2 - кінцева температура, P1 - початковий тиск, а P2 - кінцева тиску. Перестановка дає -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Припустимо, що кінцевий тиск становить 50 фунтів на квадратний дюйм.
Обчисліть кінцеву температуру та втрати тепла в системі. Це робиться шляхом підключення значень як -0,6375 x (294-50) + 212 = T2, що обчислюється як T2 = 56,45. Отже, втрати тепла під час розгерметизації становлять 212 - 56,45 або приблизно 155 градусів за Фаренгейтом.
Список літератури
- Макмастер Карр: Хімічні розрахунки
- «Довідник інженера-хіміка Перрі»; Ефект Джоуля-Томсона; Роберт Перрі; 1984
Про автора
Брайан Баер пише з 1982 року. Його роботи з'являлися на таких веб-сайтах, як eHow, де він спеціалізується на технологіях, менеджменті та бізнесі. Баер має ступінь бакалавра хімічної техніки в Університеті Арканзасу та магістра ділового адміністрування в Університеті штату Алабама, Хантсвілль.
Фото кредити
Photos.com/Photos.com/Getty Images