Hallo,
Het is misschien heel eenvoudig, maar moet het toch even zeker weten. Het gaat om het opwarmen van stikstof dmv van stoom. Hoeveel kg stoom van 200 graden is er nodig? (Afgezien van de warmteverlies door leidingen etc)
Als voorbeeld heb ik 1 kg stikstof.
T1= -196
T2= 150
m = 1
Cv= 740
Q1-2= m * Cv * dT
Energie die nodig is: (150--196)*740*1= 256kJ
Terug rekenen naar stoom:
T= 200
m= ?
Cv= 1410
256kJ/(1410*200) = 0.9kg
De gebruikte waarde Cv zijn afkomstig van Wiki etc. Het gebruik van deze formule lijkt me te eenvoudig.
Groeten.
Laatste berichten
-
00:38
Logistic equation (Pierre Verhulst,Belgian Mathematician) 5
-
00:07
Casus uit de praktijk: positief test THC 11
-
19:47
vB 9
-
15:02
Interpretatie reactie-energie 2
-
15 apr
Vreemde stank in huis 9
-
15 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 1
-
15 apr
Python: sockets sluiten 4
-
14 apr
Een eenvoudige logische redenering waarom tijd niet kan bestaan 'daarbuiten' 6
-
14 apr
Hoe kun je op quantumwijze getallen vinden in een rij die kleiner zijn dan getal k 3
-
13 apr
Rotatie van het heelal 22
-
13 apr
Documentenverdwijnen uit onedrive 1
-
12 apr
Behoud van impulsmoment en energie 5
-
12 apr
INLOG STORING / TIPS 4
-
09 apr
[natuurkunde] systeemgrafen 1
-
05 apr
afbuiging licht rond zware objecten via grondbeginselen relativiteitstheorie 490
-
05 apr
Ongepaste reclame 179
-
04 apr
Gegevens wissen mobiel 6
-
04 apr
Geiger Muller telbuis 2
-
03 apr
Schroefdraad berekening 3
-
03 apr
Relatieve luchtvochtigheid 26
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Warmteoverdracht stoom
Moderator: physicalattraction
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.168
Re: Warmteoverdracht stoom
Koude stikstof van -196 oC opwarmen met stoom is vragen om moeilijkheden.
Maar afgezien daarvan: wat is hier precies de bedoeling?
Gaat dit over koude vloeibare of gasvormige stikstof?
Gaat dit om een stikstofstroom of over een opgesloten hoeveelheid in een vat?
Waarom wil je met Cv rekenen in plaats van Cp, of nog beter: enthalpieverschil?
Waarom reken je niet met de condensatiewarmte van stoom? Of denk je serieus dat de stoom niet zal condenseren, of erger: bevriezen?
Maar afgezien daarvan: wat is hier precies de bedoeling?
Gaat dit over koude vloeibare of gasvormige stikstof?
Gaat dit om een stikstofstroom of over een opgesloten hoeveelheid in een vat?
Waarom wil je met Cv rekenen in plaats van Cp, of nog beter: enthalpieverschil?
Waarom reken je niet met de condensatiewarmte van stoom? Of denk je serieus dat de stoom niet zal condenseren, of erger: bevriezen?
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
De bedoeling is om vloeibare stikstof dmv een stoomverdamper op temperatuur te brengen. Hoeveel kilogram stoom 200 graden ben ik nodig om een bepaalde hoeveelheid stikstof van -196 naar 150 graden te krijgen?Koude stikstof van -196 oC opwarmen met stoom is vragen om moeilijkheden.
Maar afgezien daarvan: wat is hier precies de bedoeling?
Het betreft dus een stroming. Een stikstof tank aangesloten op een verdamper. Door de druk in de tank gaat de stikstof naar de verdamper, door de stoom wordt de druk en temperatuur nogmaals verhoogt....Gaat dit om een stikstofstroom of over een opgesloten hoeveelheid in een vat?
Ik dacht dat het rekenen met Cv of Cp weinig verschil uitmaakte, omdat de K-factor constant is bij een ideaal gas. Betreft enthalpie ga ik dit eerst doorlezen EnthalpieWaarom wil je met Cv rekenen in plaats van Cp, of nog beter: enthalpieverschil?
De stroming van het stoom zorgt ervoor dat het niet bevriest. Het rekenen met condensatie warmte is mij (nog) totaal onbekent...Waarom reken je niet met de condensatiewarmte van stoom? Of denk je serieus dat de stoom niet zal condenseren, of erger: bevriezen?
groeten
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.168
Re: Warmteoverdracht stoom
Als het gaat om vloeibare stikstof moet je natuurlijk ook de verdampingswarmte van de stikstof toevoeren.De bedoeling is om vloeibare stikstof dmv een stoomverdamper op temperatuur te brengen.
Dat hangt er vanaf of de stoom condenseert of niet. Ik zou denken van wel. Wat is overigens de stoomdruk?Hoeveel kilogram stoom 200 graden ben ik nodig om een bepaalde hoeveelheid stikstof van -196 naar 150 graden te krijgen?
Cv geldt alleen voor een gesloten vat waarin een bepaalde hoeveelheid gas opgewarmd wordt maar dat komt in de praktijk eigenlijk nooit voor. In alle andere gevallen, zoals hier, moet je rekenen met enthalpieverschil, of als het alleen gas is eventueel met Cp.Ik dacht dat het rekenen met Cv of Cp weinig verschil uitmaakte, omdat de K-factor constant is bij een ideaal gas.
Voor stikstof is k = 1,4 dus Cp = 1,4 * Cv dus Cp en Cv verschillen behoorlijk veel.
Maar in dit geval gaat het over verdamping van vloeibare stikstof dus is Cp niet bruikbaar maar moet je rekenen met enthalpieverschil van stikstofgas van 150 oC en vloeibare stikstof van -196 oC.
Wat is de druk in de tank?
Gewoonlijk wordt vloeibare stikstof verdampt met atmosferische lucht in een warmtewisselaar die naast de tank staat, zoals in dit plaatje:
De warmtewisselaar wordt daardoor geleidelijk bedekt met ijs dat bevriest uit de lucht en moet af en toe schoongespoten worden met een waterstraal.
De stikstof uit zo'n verdamper kan dan eventueel verder opgewarmd worden in een warmtewisselaar met stoom (of wat dan ook) maar stoom gebruiken om vloeibare stikstof te verdampen, daar heb ik nog nooit van gehoord. Dat wil overigens niet zeggen dat het onmogelijk is, misschien bestaat er een gespecialiseerde fabrikant die zo'n apparaat ontworpen heeft, maar dannog zie ik het voordeel van stoom voor verdamping niet. Een elektrische verdamper is wellicht beter.
Dat hoop je.De stroming van het stoom zorgt ervoor dat het niet bevriest.
Is dit een bestaand systeem met bestaande verdamper? Zo ja, hoe ziet het er nu uit?
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
Beste Fred,
Het voorbeeld systeem waar ik van uit ga is,
Een nitrogen tank 6 bar (including bijbehorende vaporiser), deze aangesloten op een Steam vaporiser (kan helaas geen fabrikant vinden). Wat ik begrijp is dat je hiermee een systeem kan droogblazen met de nitrogen, geen zuurstof etc wat reacties kan geven.
Wat ik ga proberen uit te rekenen is het enthalpieverschil van de stikstof -196 tot 150.
R=Cp-Cv (of CV*1,4)
297=Cp-741
Cp=1036J/(kg.K)
dH=m*Cp(T2-T1)
dH=1*1036*(150--196)
dH=358kJ
Over het geleverde stoom moet ik nog het 1 en ander uitzoeken.
groeten
Het voorbeeld systeem waar ik van uit ga is,
Een nitrogen tank 6 bar (including bijbehorende vaporiser), deze aangesloten op een Steam vaporiser (kan helaas geen fabrikant vinden). Wat ik begrijp is dat je hiermee een systeem kan droogblazen met de nitrogen, geen zuurstof etc wat reacties kan geven.
Wat ik ga proberen uit te rekenen is het enthalpieverschil van de stikstof -196 tot 150.
R=Cp-Cv (of CV*1,4)
297=Cp-741
Cp=1036J/(kg.K)
dH=m*Cp(T2-T1)
dH=1*1036*(150--196)
dH=358kJ
Over het geleverde stoom moet ik nog het 1 en ander uitzoeken.
groeten
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.168
Re: Warmteoverdracht stoom
Je noemt nu twee keer een vaporiser, één behorende bij de tank en daarna één met stoom. Wat wordt het nou?Een nitrogen tank 6 bar (including bijbehorende vaporiser), deze aangesloten op een Steam vaporiser
Dat is de dH voor gasvormig stikstof van -196 oC naar gasvormig stikstof van 150 oC. De verdampingswarmte zit hier niet bij.Wat ik ga proberen uit te rekenen is het enthalpieverschil van de stikstof -196 tot 150.
.....
dH=358kJ
Betekent dit dat je van plan bent de stikstof te verdampen met de buitenlucht in zo'n verdamper als op bovenstaande foto?
En dat je daarna een warmtewisselaar op stoom plaatst die de gasvormige stikstof alleen superheat?
Wat is de druk van de stoom?Over het geleverde stoom moet ik nog het 1 en ander uitzoeken.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
De eerste zorgt ervoor dat de vloeistof wordt omgezet naar Gas, de tweede zorgt dmv van stoom dat de temperatuur van het gas naar de 150 graden wordt gebracht.Je noemt nu twee keer een vaporiser, één behorende bij de tank en daarna één met stoom. Wat wordt het nou?
Yes! De steam vaporizer, is eigenlijk een warmtewisselaar. Het gebruik van de benamingen door de fabrikant levert onduidelijkheid op.Dat is de dH voor gasvormig stikstof van -196 oC naar gasvormig stikstof van 150 oC. De verdampingswarmte zit hier niet bij. Betekent dit dat je van plan bent de stikstof te verdampen met de buitenlucht in zo'n verdamper als op bovenstaande foto? En dat je daarna een warmtewisselaar op stoom plaatst die de gasvormige stikstof alleen superheat?
Wat de druk is weet ik zo niet, daar kan moet ik achter kunnen komen.
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
Om het verhaal toch af te sluiten.
Hoe de berekingen gaan is mij niet duidelijk, een ver van me bed show waarschijnlijk.
De waarden die ik oa van een fabrikant heb gekregen zijn:
Output van de verdamper is, dit geldt voor stikstof:
Qmax: 15.000Nm3/h
Pmax: 35-40Bar
Trange: -196 tm 200 graden.
Input stoom is:
6 Bar
200 graden.
Bedankt voor de reacties. greets T
Hoe de berekingen gaan is mij niet duidelijk, een ver van me bed show waarschijnlijk.
De waarden die ik oa van een fabrikant heb gekregen zijn:
Output van de verdamper is, dit geldt voor stikstof:
Qmax: 15.000Nm3/h
Pmax: 35-40Bar
Trange: -196 tm 200 graden.
Input stoom is:
6 Bar
200 graden.
Bedankt voor de reacties. greets T
-
- Berichten: 354
Re: Warmteoverdracht stoom
Het kost heel wat moeite en energie om stikstof vloeibaar te krijgen.
en dan moet het opeens weer 'warm' worden.
Wat is hier het nut van???
en dan moet het opeens weer 'warm' worden.
Wat is hier het nut van???
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
Offtopic.Neutra schreef:Het kost heel wat moeite en energie om stikstof vloeibaar te krijgen.
en dan moet het opeens weer 'warm' worden.
Wat is hier het nut van???
Stikstof wordt in vloeibare vorm aangeleverd. Dit neemt zoals je weet +/-700 keer minder ruimte in beslag dan stikstof in gas vorm.
De toepassing van stikstof is zeer breed, ga eens zoeken naar Nitrogen/Oil/Refinery/Plant met de bekende zoekmachine.
En stikstof heeft enkele eigenschappen die zeer voordeling zijn ten opzichte van lucht en water.
greets
-
- Berichten: 10.561
Re: Warmteoverdracht stoom
Het is wellicht een beetje off-topic, maar het is voor degenen die het topic lezen en moeite doen om je vraag te beantwoorden wel altijd prettig om te weten wat de achtergrond van de vraag is. Een beetje meer informatie dan een verwijzing naar wat zoektermen is zeker wenselijk, en had eigenlijk al in het openingsbericht horen te staan.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
Lezer,
Het is alweer een oud topic, maar het laat me niet los. Niemand heeft me nog kunnen overtuigen van wat er daadwerkelijk gebeurt bij het omzetten van vloeibaar naar gasvormige stikstof doormiddel van een warmtewisselaar.
De berekeningen die ik gemaakt heb gaan over stilstaand stikstof. Met andere woorden hoeveel engergie moet ik toevoegen aan een massa vloeistof om er gas van te maken.
Daadwerkelijk doen we het anders, dmv van een warmtewisselaar. Er zijn natuurlijk de bijgeleverde tabellen, maar dit geeft verder geen theoretische uitleg.
Het bijgevoegde plaatje geeft een beeld weer van de warmtewisselaar. Input is altijd -196 vloeibaar stikstof, als stoom wordt er altijd oververhitte stoom gebruikt, bijvoorbeeld 20bar 212,4 graden.
Wat ik nu graag zou willen kunnen bepalen (dus niet exact) hoeveel kg oververhit stoom (kJ/kg) ben ik nodig voor een bepaald aantal m3/u en graden aan stikstof.
Door alle informatie om me heen, de draad helemaal kwijt. Paar tips om de juiste weg in te slaan zouden enorm helpen.
Mvg T
Het is alweer een oud topic, maar het laat me niet los. Niemand heeft me nog kunnen overtuigen van wat er daadwerkelijk gebeurt bij het omzetten van vloeibaar naar gasvormige stikstof doormiddel van een warmtewisselaar.
De berekeningen die ik gemaakt heb gaan over stilstaand stikstof. Met andere woorden hoeveel engergie moet ik toevoegen aan een massa vloeistof om er gas van te maken.
Daadwerkelijk doen we het anders, dmv van een warmtewisselaar. Er zijn natuurlijk de bijgeleverde tabellen, maar dit geeft verder geen theoretische uitleg.
Het bijgevoegde plaatje geeft een beeld weer van de warmtewisselaar. Input is altijd -196 vloeibaar stikstof, als stoom wordt er altijd oververhitte stoom gebruikt, bijvoorbeeld 20bar 212,4 graden.
Wat ik nu graag zou willen kunnen bepalen (dus niet exact) hoeveel kg oververhit stoom (kJ/kg) ben ik nodig voor een bepaald aantal m3/u en graden aan stikstof.
Door alle informatie om me heen, de draad helemaal kwijt. Paar tips om de juiste weg in te slaan zouden enorm helpen.
Mvg T
- Bijlagen
-
- Steam_Vaporizer.JPG (28.74 KiB) 2031 keer bekeken
-
- Berichten: 7.390
Re: Warmteoverdracht stoom
Het is een tegenstroomwarmtewisselaar dus je kan het theoretisch bepalen uit (bijvoorbeeld) de LMTD- of NTU-methode. Door je geometrie zal je correctiefactoren moeten toepassen; die zijn experimenteel vastgesteld of afgeleid uit benaderende oplossingen.
Begin eens hier voor de NTU-methode of hier voor de LMTD-methode.
Begin eens hier voor de NTU-methode of hier voor de LMTD-methode.
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.
-
- Berichten: 40
Re: Warmteoverdracht stoom
Een tegenstroomwarmtewisselaar is dus veel effecienter en de te behalen temperatuur ligt hoger. Met de NTU-methode zou je dus de temperatuursverschil kunnen berekenen.
Als ik terug lees zou ik met het enthalpieverschil moeten gaan rekenen.
Ga dus vastlopen in de volgende formules, wat ga je nu toepassen:
soortelijke enthalpie = verdampingswarmte + enthalpie
Energie = massa ( soortelijke warmte * temperatuur _gas - soortelijke warmte * temperatuur_vloeistof)
ff plat gezegt, bereken hoeveel energie nodig is om de stikstof te verhitten, hieruit bereken je de hoeveel verhitte stoom daar voor nodig is. Of zie ik dit te eenvoudig.
mvg T
Als ik terug lees zou ik met het enthalpieverschil moeten gaan rekenen.
Ga dus vastlopen in de volgende formules, wat ga je nu toepassen:
soortelijke enthalpie = verdampingswarmte + enthalpie
Energie = massa ( soortelijke warmte * temperatuur _gas - soortelijke warmte * temperatuur_vloeistof)
ff plat gezegt, bereken hoeveel energie nodig is om de stikstof te verhitten, hieruit bereken je de hoeveel verhitte stoom daar voor nodig is. Of zie ik dit te eenvoudig.
mvg T
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.168
Re: Warmteoverdracht stoom
Dat is alleen zo als de vloeibare stikstof in de tank atmosferisch zou zijn, maar dat is gewoonlijk niet zo. Eerder had je het over 6 bar dus dan is het -177 oC.Input is altijd -196 vloeibaar stikstof
Stoom van 212,4 graden en 20 bar is niet oververhit maar verzadigd.als stoom wordt er altijd oververhitte stoom gebruikt, bijvoorbeeld 20bar 212,4 graden.
Inderdaad.ff plat gezegt, bereken hoeveel energie nodig is om de stikstof te verhitten, hieruit bereken je de hoeveel verhitte stoom daar voor nodig is. Of zie ik dit te eenvoudig.
Je bepaalt het enthalpieverschil (kJ/kg) tussen de aangevoerde vloeibare stikstof, en het afgevoerde opgewarmde stikstofgas. Gebruik bijvoorbeeld onderstaand p-h diagram.
En met een stoomtabel bepaal je het enthalpieverschil (kJ/kg) tussen de aangevoerde stoom, en het afgevoerde condensaat.
Deel die twee op elkaar en je zult vinden dat er ruwweg 0,25 kg stoom nodig is per kg stikstof.
Dat is aangenomen dat die stoomwarmtewisselaar alle benodigde warmte levert en er geen voorgeschakelde warmtewisselaar met buitenlucht is.
- Bijlagen
-
- Nitrogen_p_h_diagram___GPSA_Eng_Databook.gif (96.17 KiB) 2043 keer bekeken
Hydrogen economy is a Hype.
