Temperatuur na reductie.

[J Jansen]

Wie kan mij helpen om het volgende te berekenen.

Ik heb stromend gas (250m3/h) van 5 graden onder 4.000.000pascal, dit wordt gereduceerd. Na reductie hou ik nog 800.000pascal over.

Met deze reductie is er ook energie verloren gegaan. Wat is de temperatuur van het gas na deze reductie?

alvast bedankt

[Marko]

Daar valt niets zinnigs over te zeggen. De reactie-enthalpie is onbekend, evenals de warmtecapaciteiten van de gassen.

[J Jansen]

(Aardgas) bij 101.300pascal en 273K:

Dichtheid 0,833 kg/m3

Soortelijke warmte 1,9 kJ/(kg.k)

Warmtegeleidingscoefficient 0,029 W/(m.k)

volume stroom na reductie is ongeveer 1100m3/h.

Praktijk wijst uit dat de temp hier ongeveer 262K is,

maar dit wil ik ook kunnen berekenen.

[Fred F.]

Temperatuur daalt door Joule-Thomson effect.

Temperatuursdaling hangt af van samenstelling van het aardgas, gastemperatuur en -druk. Dat J-T effect is met de hand niet te berekenen, wel met een processimulator.

De Joule-Thomson coefficient van aardgas is ruwweg 0,5 K/bar, dus bij een drukdaling van 40 naar 8 bar zal de temperatuurdaling ruwweg (40 - 8) * 0,5 K = 16 K bedragen.

En dat is precies wat jij gemeten hebt. Proficiat!

[J Jansen]

Fred bedankt,

is het ook niet bij benadering te doen met Poisson.

T^k/p^k-1 = C

of T₂ = T₁ x (V_begin/V_eind)^^n-1

ik weet alleen niet helemaal hoe ik in deze gevallen met de k en of n om moet gaan.

kan ik hier de Z de compressibiliteitsfactor van het aardgas invoeren bijvoorbeeld 1,045.

Ik kom daarmee namelijk wel aardig in de buurt.

[Fred F.]

Nee. Poisson geldt voor isentropische expansie van een gas. En k of n hebben totaal niets van doen met Z.

Druk reduceren over een klep is isenthalpisch.

[J Jansen]

Oke,

Blijkt weer uit dat ik nog niet helemaal thuis ben in deze materie.

De vuistregel van 0,5 graad per/bar kende ik inderdaad.

En heb inderdaad de beschikking over een simulator.

Maar had de hoop dit zelf ook te kunnen berekenen voor een stukje onderbouwing/gevoel.

Bedankt voor de moeite.

[Fred F.]

Bij een ideaal gas is er geen temperatuursdaling bij drukreductie over een klep, omdat bij een ideaal gas de enthalpie H niet afhankelijk is van druk p.

Echte gassen gedragen zich zelden ideaal, dus is hun H wel afhankelijk van p, dus is hun J-T coefficient niet 0.

Om aan echte (niet ideale) gassen te rekenen moet je een toestandsvergelijking (equation of state) gebruiken, zoals SRK of PR of BWR of BWRS of LK. Met de hand is dat erg bewerkelijk. Wellicht zou je Lee-Kesler (LK) kunnen proberen omdat daarvoor grafieken en tabellen beschikbaar zijn in de literatuur om de afwijking tussen echte H en ideale gas H^o en Z en Z^o te bepalen. Misschien iets voor in de winter als je je verveelt tussen kerst en nieuwjaar.