6-seminar Жоул-Томсон коэффиценти

6-seminar
Жоул-Томсон коэффиценти: Табиий газлар ҳам тоғ жинслари каби иссиқлик хоссаларига эга. Углеводород хоссаларини ўрганишда термодинамика қонунларини ўллаш муим аҳамиятга эгадир.
Табиий газларнинг иссиқлик хоссаларини ўрганишда: иссиқлик сиғими; энтропия; энталпия; ѐниш иссиқлиги ва алангаланиш чегараларини билиш керак.
Табиий газларнинг иссилик сиими деб, ҳажми ѐки масса бирлигидаги газ ароратини 1°С кўтариш учун сарф бўладиган иссиқлик мидорига қайтилади.
Иссилик сиғими унинг бажарган иши ва енергияси билан ўлчанади.
Газлар учун икки хил иссиқлик сиғими мавжуд-изобарик Ср ва изохорик Св. Изобарик иссиқлик сиғими Ср-газ ароратини оширганда, унинг ажми босим ўзгармаган холда чексиз ортиб боришини кўрсатади. Изохорик иссиқлик сиғими Св-газ ароратини оширганда, газга берилаѐтган энергияси ортиб боришини курсатади:
Реал газлар учун иссиқлик сиғими шу газларнинг босими ва ҳароратига боғлиқ.
Изобарик моляр иссиқлик сиғимини ҳарорат ўзгариши қуйидаги тенглама орқали ифодалаш мумкин
(2) бу ерда: Ми - углеводороднинг (метандан гептангача) молекуляр масса;
т - қайд қилинган ҳарорат, °К.
Бу тенглик билан ҳисобланган изобарик моляр иссиқлик сиғими миқдоридаги хатолик 40°C дан 120°С гача бўлган оралиқда C4-С5Н12 углеводородлар учун 10% дан ошмайди.
Изобар иссиқлик сиғимини изохор иссиқлик сиғимига бўлган нисбати адиабата кўрсатгичи деб аталади. н = Cп/Cв. (3) Газларнинг энтропияси деб, шу газларга ташаридан берилган иссиқлик миқдорини ҳолатини характерловчи катталик бўлиб у қуйидагича аниқланади:
(4) Иссиқлик алмашиниши характерловчи катталик энталпия дейилади.
Н = +ПВ, (5)
бу ерда: Н - газ энталпияси; Q - бир бирлик газ массасининг ички енергияси ѐки иссилик мидори; Р - босим; В - солиштирма ҳажм. Энталпиянииг ҳароратга нисбатан бир фазали модда учун ўзгариши солиштирма иссиқлик сиғими орқали ифодаланади:
Энталпияга босим таъсири:

Газлар ўз ҳаракат давомида бирор тўсиқдан ўтгач ўз ҳароратини ўзгартиради. Бу ўтиш олини Жоул ва Томсон анилаганлар. 3-расмда Жоул-Томсон эффектига тегишли газ ҳаракати тасвири кўрсатилган. Қуйидагича тажриба олиб борилиган, диаметрлари ҳар хил бўлган трубкадан газ ҳаракатлантирилган. Газ ҳаракати д1 диаметрдаги трубкадан д2 диаметрдаги трубкага ўзгаргантирилган, натижада ҳарорат пасайган Жоул-Томсон эффекти. Бундай олатни Жоул-Томсон эффекти деб аталган. 3-расмда бу тажрибани трубканинг диаметри бир хил бўлган газ ҳаракатида ҳам кўриш мумкин. Унда трубканинг бирор жойига газ йўлига қандайдир тўсиқ қўйиш керак.

Жоул-Томсон эффекти реал газларнинг энергияси ва ҳарорати газлар кенгайиши натижасида юз беради. Агар газ ҳарорати пасайса, эффект мусбат ва ҳарорат кўтарилса, эффект манфий деб каралади.
Жоул-Томсон коэффисиенти ҳажм ва ҳароратга нисбатан кўтариши қуйидагича аниқланади:
бу ерда: μи - табиий газ компонента учун Жоул-Томсон коеффисиента.
Газларнинг ѐниш иссиқлиги деб, ҳажм бирлигидаги иссиқлик миқдорига айтилади. Табиий газларда ѐниш иссиқлиги 7000 дан 11000 ж\м3 гача ўзгаради.
Газларнинг алангаланиш чэгараси юқори ва пастки қийматлар билан


Газларни адсорцион қуритишда ҳарорат таъсири Бир қатор ишлаб чиқаришларда тайѐр маҳсулотнинг сифатига бўлган юқори талабларни бажаришда қуритиш жараѐни алоҳида аҳамиятга ега. Шу сабабдан ҳам қуритгичларнинг ишини жадаллаштириш (яъни қурилманинг 1 м3 ҳажмидан ажратиб олинадиган намлик миқдорини кўпайтириш) муҳим муаммолар қаторига киради. Қуритиш жараѐнини жадаллаштириш ва қуритгичларнинг иқтисодий самарадорлигини ошириш учун қуйидаги усулларни танлаш мумкин: 1) юқори ҳароратли иссиқлик ташувчи агентларни қўллаш; 2) пулсацияланган газ оқимларини ишлатиш ва материал заррачаларини вибрация қилиб туриш; 3) электр ва магнит майдонларини ишлатиш; 4) иссиқлик ташувчи сифатида материалдан бугланиб чиқаѐтган суюқликнинг ўта қиздирилган буғларини (сув буглари, органик эритувчиларнинг буглари ва ҳоказо) қўллаш; 5) бита ускунада қуритишнинг мураккаб усулларидан фойдаланиш ва бу пайтда турли технологик жараѐнларни олиб бориш; 6) ишлаб чиқаришнинг иккиламчи энергетик ва иссиқлик ресурсларидан (қурилмалардан чиқиб кетаѐтган газларнинг иссиқлиги ҳамда буғ қозонлари, қуритгичлар ва бошқа иссиқлик ускуналарининг иссиқлиги ва ҳоказо) фойдаланиш.
Суюлтирилган газларни адсорбсион қуритиш технологик схемаси 1-раснида иккита адсорберли адсорбсион қурилманинг схемаси келтирилган. Газ аралашмаси И биринчи адсорбер 1 га берилади, бу ерда ютилиши лозим болган компонентлар адсорбсия қилинади, қуруқ газ В есаускунадан чиқиб кетади. Шу пайтнинг ўзида, иккинчи адсорбер (2) да адсорбсия босқичи тамом болиб, унга ютилган компонентларни десорбсия қилиш учун сув буги ИИИ берилади. Иккинчи адсорбер (2) да ҳосил бўлган сув буги ва адсорбат аралашмаси ВИ совитгич (4) оралиқ сув ажратгич (3) га юборилади. Сув ажратгичнинг юқориги қисмидан адсорбат, унинг пастки қисмидан еса сув ажратиб олинади. Сўнгра ускунадаги адсорбентни қуритиш учун издирилган ҳаво, кейинчалик уни совитиш учун совуқ ҳаво юборилади. Шундай қилиб, адсорбент кейинги адсорбсия сикли учун тайѐрланади. Адсорберлани бир режим (адсорбсия) дан кейинга режим (десорбсия, адсорбентни қуритиш, адсорбентни совитиш) га ўтказиш автоматик йўл билан регулатор ѐрдамида амалга оширилади. ҳаракатчан адсорбент қатламли адсорберлар уч компонентли (етилен, водород ва метан) аралашмадан етиленни ва газлар аралашмасидан водородни ажратиб олиш учун ишлатилади. Бунда жараѐн узлуксиз равишда олиб борилади, унинг ҳар бир босичи маълум бир ускунада ѐки ускунанинг бир қисмида олиб борилади.
1-расм. Иккита адсорберли адсорбсион қурилма схемаси: 1,2-адсорберлар; 3-сув ажратгич; 4-совутгич; 5—иситгич. Оқимлар: I-дастлабки газ; II—уритиш ва совитиш учун аво; III-десорбсия учун сув буи; IV-десорберлардан чиқаѐтган аво; V-қуруқ газ; VI-булар, сув ва адсобрат аралашмаси: VII-адсорбат аралашмаси; VIII-сув