[Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

relisys64

Goede morgen ,

ik ben bezig met een scriptie

mijn vraag heeft betrekking op hetvolgende .

Stel ik heb een verdamper waarmee ik gas wil koelen .

Ik wil echter zo weinig mogelijk drukverschil hebben , daarom wil ik maar een gedeelte van de gasstroom door de verdamper laten stromen .

Uiteindelijk wil ik een temperatuur daling van zon 15 graden bereiken .

Mijn vraag is nu , op welke manier bereken ik wat de uiteindelijke eind temperatuur wordt .

Dwz hoeveel gas van bv 10 graden moet ik gedeeltelijk door de verdamper leiden om tot een eind temperatuur van bv 0 graden te komen .

Welke formule pas ik daarvoor toe.

StrangeQuark

Verplaatst naar Huiswerk en practica en tevens titel duidelijker gemaakt.

Jan van de Velde

Ik snap je hele proces niet goed. Ik neem niet aan dat het de bedoeling is dat je je gas verdampt.

ik stel me daarom het volgende voor: Je hebt een leiding waardoor gas stroomt, laten we zeggen 100 L/s met een temperatuur van 283 K. Je wilt dit koelen tot 273 K, maar je warmtewisselaar is nogal klein en je bent bang teveel druk te verliezen als je al je gas langs de warmtewisselaar leidt. Je kunt dan een by-pass maken naar je warmtewisselaar, zodat een deel van het gas langs de warmtewisselaar stroomt.

Stel dat je 50 L/s langs die warmtewisselaar laat stromen, dan zal die 50 L/s gekoeld moeten worden tot 263 K.

Het sommetje is eenvoudigweg een kwestie van middelen:

V1.T1+V2.T2=(V1+V2).Teind

bijvoorbeeld: na de bypass komen dan samen

50 L @ 263 K en 50 L @ 283 K, en dat geeft totaal 100 L @ 273 K.

Wil je bijvoorbeeld 20 L langs die warmtewisselaar laten stromen:

20 L @ 233 K en 80 L @ 283 K, geeft totaal 100 L @ 273 K.

Maar dat spul inregelen lijkt me niet eenvoudig.

relisys64

Hmmmm zal het zo eenvoudig zijn?.

Het is een freon verdamper , daar doorheen stroomt aardgas .

In dit geval 2100 t/d . Met die verdamper heb ik de mogelijkheid om het aardgas te koelen tot -18 gr celcius.

Alleen het geheel zit in de zuig van een aantal compressoren , dus wil ik het drukverschil zo laag mogelijk houden .

Tevens mag de temperatuur niet te laag zijn omdat ik met dauwpunten zit en geen vloeistof in de compressoren wil hebben .

Het idee is dus een deel van de stroom door de verdamper te leiden , om dan uiteindelijk op een temperatuur van ongeveer 0 graden uit te komen . Het aardgas wat de verdamper binnenkomt heeft een temperatuur van ongeveer 10 graden .

Daling van 10 graden leverd een winst op van ongeveer 1 bar gerekend met adiabatische compressie .

Dus resumerend , een kleine stroom aardgas diepkoelen , dan weer samenvoegen . Om het druk verschil zo laag mogelijk te houden .

Jan van de Velde

De fysica voor het mengen van twee volumes dezelfde stof van verschillende temperatuur is zo simpel, daar zit het probleem niet. (behalve rondom smelt- of kookpunten) Het zal er dus ongeveer op neerkomen om iets meer dan 1/3 deel van je gas langs die koeler te leiden, en daar ook daadwerkelijk gas van -18°C uit te halen.

Wat is trouwens je eenheid "2100 t/d"?)

Ik snap trouwens nog steeds niet wat je nou precies van plan bent en waarom. Het lijkt alsof je een hoger rendement van je compressor(en) zoekt. Dat zou kunnen met geforceerd koelen, maar lijkt me niet de energetisch goedkoopste oplossing. Ten eerste kost je koeling aardig wat energie, ten tweede moet je, om een deel van je hoofdstroom af te leiden, die hoofdstroom ook knijpen. Kun je niet beter een wat zwaardere compressor nemen?

relisys64

Beter een andere compressor nemen is geen optie .

We zitten in een end of live fase .

2100 t/d ton per dag aan aardgas .

Door het steeds hoger wordende drukverschil tussen de veld drukken en de afleverings druk worden de temperaturen van de pers van de compressoren steeds hoger .

Daarom kom je op een gegeven moment aan de ontwerp specificaties van het leidingwerk . In dit geval is dat 130 graden celcius .

Als het mogelijk is het gas verder te koelen zodat je 1 bar winst hebt betekend dat een enorm stuk winst .

Aangezien er een unit standbye staat en niet gebruikt wordt was de optie die unit te gebruik om het aardgas te koelen .

Je kunt je daarbij voorstellen dat het drukverschil niet te hoog mag zijn omdat dan alle rendement weer verloren gaat .

Zelf ben ik bezig met het maken van een scriptie over dat onderwerp .

Of iets uitkan of niet is niet van belang .

Ik vroeg me alleen af hoe je dat uitrekend .

Ik heb dus gas met een druk van 10 bar en een temperatuur van 10 graden celcius . Wat ik wil koelen naar 0 graden bv .

Het gas wat binnenkomt heeft een water dauwpunt van -5 graden celcius , het lijkt mij dat ik daar in elkgeval niet onder moet komen omdat dat nadelig is voor de compressoren .

De verdamper , ofwel chiller is uitgelegd voor 4 miljoen m3/d

Jan van de Velde

(uitgaande van een debiet van 2,2 miljoen Nm3/dag)

x.255 +(2,2-x).283=2,2 . 273

x.255 + 622,6- 283.x =600,6

-28. x= -22

x= 0,78 miljoen Nm3 moet gekoeld worden tot -18C

Hierbij verlies je wel wat water door ijsvorming op je koelinstallatie, maar de soortelijke warmte van waterdamp en methaan liggen dicht bij elkaar, dus dat verwaarlozen we maar. En je gaat iets droger gas afleveren.

Als die koeling ontworpen is voor 4 miljoen Nm3/dag, dan zouden de drukverliezen dus ook best eens mee kunnen vallen, want dan draait ie maar op 20 % van zijn nominale debiet.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

[Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

Re: [Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

Re: [Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

Re: [Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

Re: [Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

Re: [Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil

Re: [Natuurkunde] 15 graden koeling met minimaal drukverschil