Эффект Джоуля-Томпсона

Дросселирование газа производится в дросселях, которые представляют собой устройства (шайбы, сопла), уменьшающие поперечное сечение трубопровода, по которому движется газ. В результате резкого сужения сечения трубы увеличивается скорость газа и уменьшается давление и температура. Падение температуры примерно пропорционально падению давления. Коэффициент пропорциональности определяется из термодинамических соотношений в соответствии с эффектом Джоуля — Томпсона. Для углеводородных природных газов он имеет порядок 0,3 град/атм. Так, для охлаждения газа на десять градусов необходим перепад давления в 3 МПа. Низкая термодинамическая эффективность эффекта дросселирования ограничивает срок его использования, поскольку с течением времени эксплуатации месторождения пластовое давление падает, а следовательно, падает давление и на входе установки комплексной подготовки газа. Примерно через десять лет эксплуатации месторождения при существующих темпах отбора газа дросселирование газа перестает давать необходимый холод, и в дальнейшем необходимо либо увеличивать давление с помощью дожимной компрессорной станции, либо использовать другие источники холода. [c.40]

Газы иногда могут самовозгораться при дросселировании или утечке из аппарата или трубопровода. Это объясняется отрицательным эффектом Джоуля-Томпсона у некоторых газов, заключающимся в том, что они нагреваются при дросселировании. [c.427]

Второе начало термодинамики позволяет сформулировать отдельные положения, которые указывают пути исследований по созданию энергетически оптимальных схем. К ним относятся использование тепла экзотермических реакций для обеспечения системы энергией использование внутренней движущей силы для ведения процесса (примером может служить установка по разделению воздуха и использование эффекта Джоуля—Томпсона) использование тепла на уровне его получения и ведение процесса при температуре, по возможности близкой к температуре окружающей среды (в этой связи следует заметить, что тепловой насос термодинамически неэффективен, так как создает большой градиент температур). [c.488]

Современные спектрометры, как правило, оборудованы датчиками с возможностью варьирования температуры в диапазоне от —170 до -(-200°С- Для проведения этих измерений азот, охлажденный в проточной камере, охлаждаемой жидким азотом, или нагретый с помощью электрической печи, подается в датчик. Температура потока газа проверяется с помощью термопары и регулируется автоматически. Другая система охлаждения для низкотемпературных измерений основана на использовании газового потока испаряющегося жидкого азота, охлаждающего образец. В этом случае температура изменяется с помощью варьирования потока газа. Сравнительно недавно предложена методика, в которой использованы возможности эффекта Джоуля — Томпсона. Охлаждение в данном случае осуществляется с помощью внезапного расширения газа, находящегося под давлением. Теплообменник, где газ предварительно (до расширения) охлаждается с помощью газа, уходящего из камеры, допускает возможность понижения температуры вплоть до —100 °С. [c.76]

Парокомпрессионный метод получения холода,может быть применен только в интервале температур конденсации и испарения холодильного агента при заданных давлениях. Эффект Джоуля-Томпсона может быть использован в интервале температур, ограниченном температурой инверсии холодильного агента. Расширение газа с совершением внешней работы может быть применено для получения холода на любом температурном уровне. [c.206]

Воздух охлаждают до температуры около —184,5 °С хладагентом в теплообменниках или регенераторах в три стадии. Другой метод охлаждения основан па эффекте Джоуля — Томпсона при быстром расширении воздуха температура его понижается. В третьем методе воз- [c.48]

Проследим процесс разделения воздуха на кислородной установке. Воздух из атмосферы пропускают через ситчатый фильтр, сжимают и охлаждают. Затем с помощью ряда сепараторов, теплообменников и регенераторов воздух очищают от примесей. При этом он охлаждается за счет холода сбросного потока, который в свою очередь нагревается до нормальной температуры. Очищенный воздух дросселируют, в результате чего за счет эффекта Джоуля — Томпсона он охлаждается до температуры сжижения. По другой схеме поток воздуха разделяют. Одну часть направляют на дросселирование, а другую используют для вращения турбины или поршневой машины. Частично сжиженный этими двумя способами воздух направляют в ректификационную колонну. Сверху отбирают газ, сильно обогащенный азотом (т. кип. —196,6 °С), а снизу жидкость, сильно обогащенную кислородом (т. кип. —182,8 °С). [c.49]

Этот эффект при расширении газа называют тепловым эффектом Джоуля — Томпсона. Он имеет большое значение в холодильной технике при сжижении тазов. [c.20]

При необ.ходимости одновременно питать жидким азотом большое число ловушек (например, в многокамерных напылительных линиях) экономично применять системы группового охлаждения ловушек с использованием индивидуальных малогабаритных ожижителей азота, обслуживаемых одним компрессором. Холодильный цикл такого рода системы построен на использовании эффекта Джоуля—Томпсона с однократным дросселированием. Схематическое изображение системы охлаждения приведено на рис. 3-43. [c.205]

Охлаждение в конденсаторе происходит в результате эффекта Джоуля-Томпсона при дросселировании в межтрубное пространство метано-водородной фракции до давления 6—7 ат. Однако вследствие возможного колебания состава этой фракции указанная схема не обладает достаточной гибкостью. Впоследствии при ее осуществлении газ пиролиза после осушки и очистки проходил две группы низкомолекулярных теплообменников. В метановую колонну направлялся только конденсат, а метано-водородная фракция, выделенная в сепараторе, обрабатывалась отдельно. При такой схеме для работы метановой колонны создаются более благоприятные условия, так как она значительно разгружена по вводимому в нее сырью. Потери этилена с выходящей метано-водородной фракцией, состоящей в значительной степени из водорода, снижают дополнительным ее охлаждением жидким метаном, кипящим при давлении 1,5 ат. [c.113]

Надо прочитать термохимию, дроссельный эффект Джоуля — Томпсона, учебники молекулярной физики, химии и физики, что такое горение. [c.615]

Иногда более целесообразным может оказаться использование при реальных газах вместо детандера эффекта Джоуля— Томпсона, создаваемого путем пропускания газа через дроссельное устройство. В этом случае отпадает необходимость в применении детандера, что существенно упрощает конструкцию и эксплуатационные характеристики системы. [c.200]

Наличие межмол. взаимодействий оказывает влияние на все св-ва реальных Г., в т.ч. приводит и к тому, что их внутр, энергия зависит от плотности. С зтим св-вом связан эффект Джоуля-Томпсона изменение т-ры газа прн его адиабатич. расширении, напр, прн протекании с малой постоянной скоростью через пористую перегородку (этот процесс наз, дросселированием). Учет межмол. взаимодействий и виутр. строения молекул необходим при решении мн. теоретич. задач фнз.химии. Молекул, к-рые можно было бы принимать как упругие шары, практически не бывает, и при расчете св-в реальных Г. применяют др. молекулярные модели. Из них нанб. употребительны простые модели гармонич. осциллятора и жесткого ротатора. Физ. св-ва нек-рых газов приведены в табл. 2 [по данным Автоматизированной информац. системы достоверных данных [c.475]

Дросселирование (эффект Джоуля — Томпсона). Еще один из основных процессов в парокомпрес-снонных холодильных машинах, заключающийся в падении давления и снижении температуры хладаген- [c.7]

Сжижение водорода достигается обычно многоступенчатым охлаждение.м в каскадных установках, для которых расход энергии меньше, чем в других. По для ожижения водорода могут использоваться различные холодильные циклы, основанные как на эффекте дроссе.лирования (эффект Джоуля — Томпсона), так и на расширении водорода с производством внеииюй работы в расширительной машине-детандере. При этом должны учитываться некоторые специфические свойства водорода, а именно 1, В отличие от др.угнх газов водород при обычной температуре имеет отрицательный дроссе.,1ь-эффект, т. е. при расширении нагревается. Для получения положительного дроссель-эффекта сжатый водород должен быть предварительно охлажден до температуры ниже температуры инверсии (около 200 К). Это обычно достигается охлаждением до температуры ниже 80 К испаряющимся жидким азотом (в специальных теплообменниках) [c.95]

Аналитическое определение изменения температуры газа в газопроводах можно проводить по формуле Шухова, модифицированной С. А, Бобровским и В. М. Черникиным [12]. Это уравнение учитывает теплообмен с окружающей средой и эффект Джоуля — Томпсона [c.25]

Рассмотрим некоторые особенности эксплуатации этих ПХГ. При закачке газа компрессорами в подземные резервуары ограничением сверху является его максимальный расход в подводящем газопроводе. Расход газа при отборе определяется давлением в резервуарах и в потребляющем газопроводе, гидравлическим сопротивлением системы, а также интенсивностью теплообмена резервуаров с окружающей породой. При отборе газ расширяется в скважинах и трубопроводах, что ведет к снижению его температуры за счет как снижения давления, так и проявления эффекта Джоуля — Томпсона. Значительное снижение температуры может привести к сильным деформациям, нарушению герметичности и даже к разрушению оборудования скважины, а также к интенсивному гидратообразованию и забою скважин и шлейфов кристаллогидратами. Хранение газа в подобных резервуарах с этой точки зрения более благоприятно, чем в водоносных слабоминерализованных структурах. Снижение парциального давления во-дяньЕх паров над насыщенным раствором соли, остающимся в небольшом количестве на дне резервуара, приводит к уменьшению температуры гидратообразования (насыщенный рассол является ингибитором гидратообразования). [c.422]

Конденсация сопровождается выделением тепла, которое отводят обычно путем искусственного охлаждения. В промышленных установках для охлаждения газов используют дросселирование сжатого газа (эффект Джоуля — Томпсона) адиабатическое и политропиче-ское расширение газа с совершением внешней работы в специальных аппаратах — детандерах применяют также различные хладоагенты. [c.13]

Реакционная смесь, состоящая из тетрахлорметана, гексахлорэтана, гексахлорбензола, непрореагировавщего хлора, хлорида водорода и СО2, O I2 и Вгг при наличии в сырье кислород- и бромводержащих соединений, охлаждается вначале до 500 °С подачей ССЦ, затем до 400°С за счет эффекта Джоуля— Томпсона при понижении давления до 2 МПа. С этой температурой смесь поступает в колонну 6 для отделения от высококипящих продуктов, которые возвращаются в реактор 5. [c.137]

Я же считаю, что непосредственной причиной поверхностного натяжения является разуплотненное тепловым движением состояние поверхностного слоя, когда молекулы удалены в поверхностном слое друг от друга па расстояние большее, чем в глубине. Когда поверхностный слой жидкости растягивается нри растекании воды, то в этот момент разунлотнение его еще более увеличивается и этот слой подсасывает молекулы из нижней границы поверхностного слоя, т.е. из объема жидкости. И эти подсасываемые молекулы сами никакой работы не производят при подходе с глубины. Работу производят молекулярпо-кипетическая энергия теплового движения молекул, которая как бы вбрасывает недостающие молекулы в поверхностный слой и он опять восстанавливает таким образом свою плотность. При этом поверхностный слой охлаждается в соответствии с дроссельным эффектом Джоуля-Томпсона, когда молекулы из плотной массы через дроссель переходят в объем с их меньшей концентрацией молекул. [c.606]

При уменьшении плотности газа происходит обратный процесс понижения температуры. Но при этом интересно, что в соответствии с дроссельным эффектом Джоуля— Томпсона, понижения температуры не происходит, если газ расширяется в вакууме. Это обычно объясняется тем, что при этом газ пе производит никакой работы. Но в соответствии с вышеотмеченными представлениями при расширепии газа в вакуум, молекулы просто почти пе соударяются друг с другом и поэтому опи пе образуют более мелких частиц в момент соударения, а значит не образует ни холодных ни горячих молекул. Поэтому температура газа не изменяется в этом случае. [c.631]