Промышленность \ Добыча, хранение и транспортировка нефти и газа

Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 69

Следует отметить, что при дросселировании воз­можно как охлаждение газового потока, так и его подогрев. Это следует из анализа уравнения (VI.8). Поскольку всегда ср>0, то знак коэффици­ента адиабатического дросселирования оц опре­деляется знаком стоящей в числителе правой части уравнения величины (T(dV/dT)p-V).

Очевидно, если

дУ


Рис. VI.8.  Определение  дрос­сель-эффекта по i—Г-диаграмме

v_ т


то

и тогда в процессе   адиабатического   дросселирования температура газа возрастет.

Если ------     > — ,

V дТ )р ^ Т

то

и тогда в процессе   адиабатического   дросселирования температура газа уменьшается.

В случае если (----- )  = — , то а, = 0.

J'              \ дТ Jp     Т         1

Это отвечает условиям дросселирования, идеального газа, т. е. он дросселируется без изменения температу­ры. Таким образом, эффект Джоуля—Томсона сущест­вует только для реальных газов и жидкостей.

Из опыта известно, что для одного и того же газа при различных его термодинамических условиях знак при ссг может быть различным. Состояние газа, при котором oci = 0, называется точкой инверсии, т. е. в этой точке знак при щ меняется на противоположный.

Для ускорения расчетов построены номограммы, поз­воляющие определить   интегральный   дроссель-эффект

149


-60

О      2,0     4,0    6,0     8,0    10,0    12,0    14,0   16,0 ~ 18,0   20,0    22,0   2^,0   ZS,0    28,0   р, МПа Рис. VI.9. Номограмма для определения интегрального дроссель-эффекта     метана


Ланий, постоянной приведенной температуры "

3   4/7

0,1


0,2     0,3      0,5/ 0,7 0,81


пр


Рис. VI. 10. Обобщенная функция коэффициента Джоуля — Томсона в зависимости от приведенных давления pnv и температуры 7Пр


168

1Z6

Рис. VI.11. Зависимость изобарной молярной теплоемкости углеводоро­дов в идеальном газовом состоянии от температуры


^кДж/кг-моль-'С,)

—-"

сгн6

—---

______

.——

снч,сс

г

-4N2~

-5Р

so    то t, °c


при различных давлениях. Из номограммы (рис. VI.9), дающей удовлетворительное совпадение и для природ­ного газа, состоящего на 90—95% из метана, видно, что чем ниже температура перед дросселем и исходное дав­ление дросселирования, тем более низкую температуру можно получить после дросселя. Поэтому для повыше­ния холодопроизводительности холодильного цикла с дросселированием используют предварительное охлаж­дение смеси природного газа.

Общую холодопроизводительность Qx определяют из уравнения

Qx = <ЗгСрТаг—Ар = QpcpT {tx— t2).        (VI. 11)

где QT — расход газа через дроссель; срТ —■ теплоем­кость газа; он — коэффициент Джоуля — Томсона; Ар— перепад давления на дросселе; t\, ^ — температуры газа соответственно до и после дросселя.

Коэффициент Джоуля — Томсона для природных га­зов определяют по выражению

a. = J^-—------------- ,                                 (VI. 12)

1        сор + Аср   '                            *        '

где ркр, Т1ф — критические соответственно давление и температура газовой смеси; /(Ог) — обобщенная функ- ция находится по графикам на рис. VI.10; сОр — тепло­емкость газовой смеси в идеальном состоянии, которую определяют по графикам на рис. VI.11; Аср — обобщен­ная поправка на изобарную теплоемкость, определяемая по графикам на рис. VI. 12.

Скачать файл