¿Cuál es la teoría del calorímetro combinado de separación y estrangulación?

Calorímetro separador y estrangulador

Teoría

El cambio de temperatura de un gas o líquido cuando es forzado a través de una válvula o tapón poroso mientras se mantiene aislado para que no se intercambie calor con el medio ambiente. Este procedimiento se llama un proceso de limitación. Esta temperatura puede describirse por el “efecto Joule-Thomson” o “efecto Joule-Kelvin” o “efecto Kelvin-Joule” o “Joule – Thomson http: // expansión”. En el experimento Joule, el gas se expande en el vacío y la caída de temperatura del sistema es cero, si el gas fuera ideal.

En este proceso aquí no hay cambio en la entalpía del estado uno al estado dos, h1 = h2; no se realiza trabajo, W = 0; y el proceso es adiabático, Q = 0. Tomemos un ejemplo de un proceso de estrangulamiento que es un gas ideal que fluye a través de una válvula en la posición media.

Podemos observar que: Pin> Pout, velin

La teoría también establece W = 0. Nuestras observaciones nuevamente confirman que esto es cierto ya que claramente el “proceso” no ha realizado ningún “trabajo”. Finalmente, la teoría establece que un proceso de aceleración ideal es adiabático. Esto no puede demostrarse claramente por observación ya que un proceso de aceleración “real” no es ideal y tendrá cierta transferencia de calor.

En este proceso, el vapor se vuelve más seco y el vapor casi saturado se sobrecalienta.

A medida que un gas se expande, la distancia promedio entre las moléculas crece. Debido a las fuerzas de atracción intermoleculares, la expansión provoca un aumento en la energía potencial del gas. Si no se extrae trabajo externo en el proceso y no se transfiere calor, la energía total del gas permanece igual debido a la conservación de la energía. El aumento de la energía potencial implica, por lo tanto, una disminución de la energía cinética y, por lo tanto, de la temperatura.

Un segundo mecanismo tiene el efecto contrario. Durante las colisiones de moléculas de gas, la energía cinética se convierte temporalmente en energía potencial. A medida que aumenta la distancia intermolecular promedio, hay una caída en el número de colisiones por unidad de tiempo, lo que provoca una disminución en la energía potencial promedio. Nuevamente, la energía total se conserva, por lo que esto lleva a un aumento de la energía cinética (temperatura). Por debajo de la temperatura de inversión Joule-Thomson, domina el efecto anterior (trabajo realizado internamente contra las fuerzas de atracción intermoleculares), y la expansión libre provoca una disminución de la temperatura. Por encima de la temperatura de inversión, las moléculas de gas se mueven más rápido y, por lo tanto, chocan con más frecuencia, y predomina el último efecto (colisiones reducidas que causan una disminución en la energía potencial promedio): la expansión de Joule-Thomson causa un aumento de la temperatura.

CALORÍMETRO SEPARADOR: –

Se compone de dos cámaras concéntricas, la cámara interior y la cámara exterior, que se comunican entre sí a través de una abertura en la parte superior. A medida que el vapor se descarga a través de la canasta de metal, que tiene una gran cantidad de agujeros, las partículas de agua debido a su mayor impulso se separan del vapor y se acumulan en la cámara. El vapor relativamente seco en la cámara interior se mueve hacia arriba y luego hacia abajo envejeciendo a través del espacio anular entre las dos cámaras y entra en el Calorímetro de estrangulamiento.

Es un recipiente utilizado inicialmente para separar parte de la humedad del vapor, para garantizar condiciones de sobrecalentamiento después de la estrangulación. Se hace que el vapor cambie de dirección de repente; Las gotas de humedad, que son más pesadas que el vapor, se caen de la suspensión y se recogen en el fondo del recipiente.

CALORÍMETRO DE ACELERACIÓN

Consiste en una garganta estrecha (orificio). La presión y la temperatura se miden con un manómetro y un termómetro. El vapor después del proceso de estrangulamiento pasa a través del intercambiador de calor y se recoge el condensado. El generador de vapor también se proporciona para suministrar vapor saturado (máx.) A una presión de 2 kg / cm2. No hay necesidad de caldera.

Es un recipiente con una válvula de aguja instalada en el lado de entrada. El vapor se estrangula a través de la válvula de aguja y se expulsa al condensador.

FACTOR DE SECADO

La calidad del vapor húmedo generalmente se define por su fracción de sequedad. Cuando se conoce la fracción de sequedad, la presión y la temperatura del vapor, el estado del vapor húmedo está completamente definido. En una planta de vapor, a veces es necesario conocer el estado del vapor. Para el vapor húmedo, esto implica encontrar la fracción de sequedad. Cuando el vapor está muy húmedo, utilizamos un calorímetro de separación.

CALORÍMETRO COMBINADO

La separación del calorímetro no da un resultado preciso y el calorímetro de estrangulamiento falla si el vapor no se sobrecalienta después del estrangulamiento. Por lo tanto, se considera que una combinación de calorímetro separador y estrangulador es la más adecuada para la medición precisa de la sequedad del vapor.