پرسش و پاسخ صنعتی

[designchem]

2-ضریب ژول تامسون چیست و برای کدام مواد مثبت و برای کدامیک منفی است؟

ضریب ژول- تامسون عبارتست ازتغییرات دما در اثر تغییر فشار در آنتالپی ثابت.
مقدار تجربی این ضریب که تابعی از دما و فشار سیستم است از اندازه گیری تغییر دما و فشار گاز بین دو لحظه متفاوت محاسبه می شود. ضریب ژول تامسون خاصیتی شدتی است زیرا نسبت تغییرات دو خاصیت شدتی را بیان می کند.

گازهای کامل دارای ضریب ژول تامسون صفر می باشند زیرا طبق تعریف گاز کامل گازی است که نیروهای بین مولکولی آن صفر است لذا تراکم و انبساط گاز که باعث تغییر فاصله مولکول ها می‌شود .

زماینکه ضریب ژول- تامسون مثبت است انبساط گاز موجب سرد شدن و تراکم گاز موجب گرم شدن آن می شود.

زمانیکه ضریب ژول تامسون منفی باشد انبساط موجب گرم شدن و تراکم موجب سرد شدن گاز می شود

[designchem]

1-

3- بازده چرخه اتو بیشتر است یا دیزل؟

براي نسبت تراكم يكسان بازده چرخه ديزل كمتر از چرخه اتو بوده، اما براي كار خروجي و فشار ماكزيمم يكسان، بازده چرخه ديزل بيشتر است. راستش همین طوری نمیتونم تحلیل کنم که چرا اینطوریه من با توجه به نمودار و روابط بازده اینو میگم .

[mona.p]

6- منظور از Affinity law چيست؟ روابط آن كدام است؟

قوانین affinity در هیدرولیک و تهویه مطبوع استفاده می شود برای بیان رابطه بین متغیرهای متعددی دخیل در عملکرد پمپ ، فن و توربين هيدروليك (مانند هد ، نرخ جریان حجمی ، سرعت شفت ، و توان).
با استفاده از اين روابط مي توان با داشتن ارتفاع تخليه در يك شرايط مشخص، ارتفاع در شرايط ديگر را به دست اورد.

قانون 1. قطر پروانه (D) ثابت :

قانون 1a. جریان متناسب با سرعت شفت : Q1/Q2=N1/N2
قانون 1b. فشار ، یا Head با مربع سرعت شفت متناسب است : H1/H2=(N1/N2)2
قانون 1c. توان با مکعب سرعت شفت متناسب است : P1/P2=(N1/N2)3

قانون 2. سرعت شفت (N) ثابت :

قانون 2a. جريان با مکعب قطر پروانه متناسب است : Q1/Q2=(D1/D2)3
قانون 2b. فشار ، یا Head به مربع قطر پروانه متناسب می باشد : H1/H2=(D1/D2)2
قانون 2c. توان با مکعب قطر پروانه متناسب است : P1/P2=(D1/D2)3


که در آن

Q: نرخ جریان حجمی (به عنوان مثال CFM ، GPM یا لیتر بر ثانیه) ،
D : قطر پروانه (e.g. یا میلی متر) ،
N: سرعت چرخش محور (دور در دقیقه e.g.) است ،
D: فشار یا Head فن / پمپ (به عنوان مثال فوت یا متر) ،
P : توان شفت (e.g. وات) است.

فرض بر اين است که بازده پمپ / فن ثابت می ماند. به عبارت دیگر ، η1 = η2.
در كاربرد قوانين براي پمپ ها قانون 1 دقيق تر از قانون 2 مي باشد.

[حــامد]

خوب سخت باشه اشکالی نداره اول اینکه ذهن آدم درگیر میشه دوم که چیزی رو یاد میگیری که توی کتابها به راحتی پیدا نمیشه حتماً که قرار نیست ما جواب سوالارو بدونیم و جواب درست بدیم اینجا نه استادی در کاره نه نمره ای
شما زحمت کشیدید جواب همه سوالاتونو توی اطلاعات صنعتی قرار دادید ولی مطمئن باشید اگه هر کدوم رو میذاشتید اینجا دو سه روز ما روش فکر می کریم بعد جوابو می گفتین هم شیرینتر بود هم یادمون میموند.

دوست خوبم چشم سعی میکنم بیشتر مطالب کاربردی و مفید تر و قرار بدم
مرسی از تذکر بجاتون

[حــامد]

در کمپرسور های چند مرحله ای پارامتری به اسم copmprestion ratio داریم که مقدار ان نباید از 4 تجاوز کند.که این مقدار توسط دمای discharge کمپرسور محدود میشود.مقدار دیسچارج کمپرسور نباید از 165 درجه سانتیگراد تجاوز کند(اگر هیدروپن را کمپرس کنیم نباید از 135 درجه سانتیگراد تجاوز کند) هر چه دمای وردی بیشتر باشد دمای خروجی بالاتر خواهیم داشت بنابراین باید دمای ورودی را کم کنیم (دمای ورودی برای کمپرسورهای رفت و برگشتی 40-45 درجه سانتیگراد)(اگر نسبت کمپرس را زیاد و تا 6 پیش ببریم تعداد مراحل کمتر ولی دمای دیسچارج بالاتر و تعمیرات بیشتری مورد نیاز خواد بود.

بله کاملا درسته ممنون

فرآيند دما ثابت (همد ما):

در اين حالت دما در حين فرآيند ثابت مانده ودو متغيير فشار و حجم تغيير مي كنند .

فرآيند بي دررو(آدياباتيك):

در اين فرايند هر سه مشخصه V,p,T ممكن است تغيير كنند ، ولي هيچگونه تبادل حرارتي اي با محيط انجام نمي شود.يعني :Q=0

نكته : تفاوت فرايند بي دررو با فرايند همدما در ميزان كار انجام شده است .

در فرايند بي دررو كار كمتري نسبت به فرآيند همدما براي رسيدن به يك فشار مورد نظر، نياز است .
دليل :
وقتي كه گرما نتواند از سيستم خارج شود به كار تبديل مي شود .
مثال :
شكل محفظه پيستون فرآيند همدما را در نظر بگيريد . چون در حين تركم يعني رفتن از حالت V1 به V2 گرما از سيستم خارج نمي شود . لذا گاز سريعتر به فشار P2 مي رسد . در نتيجه ما قبل از رسيدن به V2 يعني در ‘V به فشار P2 دست خواهيم يافت .
براي مقايسه به شكل زیر توجه كنيد .

[حــامد]

ضریب ژول- تامسون عبارتست ازتغییرات دما در اثر تغییر فشار در آنتالپی ثابت.
مقدار تجربی این ضریب که تابعی از دما و فشار سیستم است از اندازه گیری تغییر دما و فشار گاز بین دو لحظه متفاوت محاسبه می شود. ضریب ژول تامسون خاصیتی شدتی است زیرا نسبت تغییرات دو خاصیت شدتی را بیان می کند.

گازهای کامل دارای ضریب ژول تامسون صفر می باشند زیرا طبق تعریف گاز کامل گازی است که نیروهای بین مولکولی آن صفر است لذا تراکم و انبساط گاز که باعث تغییر فاصله مولکول ها می‌شود .

زماینکه ضریب ژول- تامسون مثبت است انبساط گاز موجب سرد شدن و تراکم گاز موجب گرم شدن آن می شود.

زمانیکه ضریب ژول تامسون منفی باشد انبساط موجب گرم شدن و تراکم موجب سرد شدن گاز می شود

ممنون


پدیده انبساط ژول تامسون

این پدیده به بررسی چگونگی افت دمای یک گاز طی پدیده انبساط آدیاباتیک و برگشت پذیر می‌پردازد هدف از این انبساط بررسی قانون سوم ترمودینامیک می باشد در پدیده انبساط ژول تامسون آنتالپی سیستم ثابت است و تحول یک تحول ایزوآنتالپیک نامیده می شود.
با استفاده از ضریب ژول تامسون می توانیم تعیین کنیم که یک گاز در این انبساط افت دما یا افزایش دما دارد.
ضریب ژول- تامسون عبارتست ازتغییرات دما در اثر تغییر فشار در آنتالپی ثابت :

(1) δT/δP= μ J.T

مقدار تجربی این ضریب که تابعی از دما و فشار سیستم است از اندازه گیری تغییر دما و فشار گاز بین دو لحظه متفاوت محاسبه می شود. ضریب ژول تامسون خاصیتی شدتی است زیرا نسبت تغییرات دو خاصیت شدتی را بیان می کند.
گازهای کامل دارای ضریب ژول تامسون صفر می باشند زیرا طبق تعریف گاز کامل گازی است که نیروهای بین مولکولی آن صفر است لذا تراکم و انبساط گاز که باعث تغییر فاصله مولکول ها می‌شود انرژی درونی سیستم را تغییر نمی‌دهد. بنابراین تغییرات گرمایی حاصل نمی شود. ولی در گازهای حقیقی این ضریب عددی است مثبت یا منفی که مثبت یا منفی بودن آن برحسب نوع گاز تابع دما و فشاری است که بر گاز اعمال می‌شود به طوری که اگر این ضریب را در دستگاه (T-P) رسم کنیم یک منحنی بسته سهمی شکل حاصل می شود که در روی این منحنی ضریب ژول-تامسون صفر است. بنابراین در یک فشار مشخص، خط هم‌فشار تغییر دما، منحنی را در دو نقطه قطع می کند که به ترتیب دمای پایین و دمای بالای وارونگی نامیده می‌شوند.
دمای وارونگی دمايی است که در مرز منحنی قرار گرفته و در آن دما ضریب ژول- تامسون از منفی به مثبت تبدیل می‌شود یعنی در بالاتر و پایین‌تر از این دو دما ضریب ژول تامسون منفی و بین این دو دما ضریب ژول- تامسون مثبت است.
افزایش فشار این دو حد را به هم نزدیک کرده تا در راس منحنی به یک نقطه تبدیل می شوند.

اگر دمای گاز با دمای وارونگی برابر باشد ضریب ژول تامسون برای آن گاز صفر است و چنین گازی تحت تاثیر فشار قرار نمی گیرد. زماینکه ضریب ژول- تامسون مثبت است انبساط گاز موجب سرد شدن و تراکم گاز موجب گرم شده آن می شود. زیرا مثبت بودن نشان از هم جهت بودن دما و فشار دارد.
زمانیکه ضریب ژول تامسون منفی باشد انبساط موجب گرم شدن و تراکم موجب سرد شدن گاز می شود. زیرا منفی بودن نشان از غیرهم جهت بودن دما وفشار دارد.

[حــامد]

براي نسبت تراكم يكسان بازده چرخه ديزل كمتر از چرخه اتو بوده، اما براي كار خروجي و فشار ماكزيمم يكسان، بازده چرخه ديزل بيشتر است. راستش همین طوری نمیتونم تحلیل کنم که چرا اینطوریه من با توجه به نمودار و روابط بازده اینو میگم .

چرخه‌هاي ترموديناميكي ايده‌ال
در چرخه اتو، هوا در فشار اوليه P1 و دماي T1 طي فرايند آيزنتروپيك (آنتروپي ثابت) متراكم مي‌شود تا پيستون به نقطه مرگ بالا (TDC) برسد. در نمودار 1 اين نقطه با شماره 2 نمايش داده شده است.
عمل احتراق طي فرايند حجم ثابت، از نقطه 2 به 3 صورت مي‌گيرد و انرژي حرارتي، براي انجام كار به سيستم منتقل مي‌شود.
در مرحله انبساط (3 به 4) هوا طي فرايند آنتروپي ثابت، منبسط شده و پيستون به سمت نقطه مرگ پايين (BDC) حركت مي‌كند. در اين مرحله، پيستون كار انجام مي‌دهد.
در مرحله تخليه كه همان مرحله 4 به 1 است، اتلاف حرارتي صورت مي‌گيرد.

نمودار 1: چرخه ترموديناميكي اتو

اين چرخه، داراي بازدهي است كه به صورت نسبت كار انجام شده به حرارت دريافت شده توسط سيستم تعريف مي‌شود و از رابطه زير به دست مي‌آيد:

rc نسبت تراكم (نسبت حجم سيلندر زماني كه پيستون در نقطه مرگ بالاست به حجم آن زماني كه پيستون در نقطه مرگ پايين مي‌باشد)
چرخه ديزل مشابه چرخه اتو است با اين تفاوت كه در مرحله احتراق، مطابق شكل 1 (نقطه b به c) فرايند فشار ثابت است. در شكل 1، روابط ترموديناميكي حاكم بر فرايندها، نوشته شده و قابل استفاده براي محاسبه بازده است.

شكل 1: چرخه ترموديناميكي ديزل

در چرخه ديزل، بازده از رابطه زير به دست مي‌آيد:

كه در آن:

نسبت حجم بين پايين و شروع احتراق است.

در مقايسه چرخه‌هاي اتو و ديزل، مي‌توان گفت كه روابط فوق نشان مي‌دهند با توجه به اينكه

بزرگتر از يك است، براي نسبت تراكم يكسان بازده چرخه ديزل كمتر از چرخه اتو بوده، اما براي كار خروجي و فشار ماكزيمم يكسان، بازده چرخه ديزل بيشتر است.
ناگفته نماند كه روابط و بازده به دست آمده از روابط فوق، تخميني بسيار خوش‌بينانه و نسبتا دور از واقعيت از موتورهاي واقعي است. دلايل اين امر عبارتند از:
الف- در اين روابط برخلاف شرايط واقعي از حرارت تلف‌شده در مرحله تراكم و انبساط صرف نظر شده است.
ب- سيال چرخه‌هاي فوق، هواي خالص است، در صورتي‌كه در شرايط واقعي، سيال مخلوطي از هوا و سوخت بوده و گرماي ويژه آن تابعي از فشار سيلندر، دما، نسبت هوا به سوخت و ديگر عوامل است.
پ- در شرايط واقعي، به‌رغم چرخه ايده‌آل، احتراق در فشار ثابت (چرخه ديزل) يا حجم ثابت (چرخه اتو) اتفاق نمي‌افتد.
ت- در موتور واقعي، تغيير مخلوط سوخت و هوا به محصولات شيميايي متفاوت، توان خروجي را كاهش مي‌دهد و فرايند دريافت حرارت در حجم ثابت صورت نمي‌گيرد.
ث- در چرخه‌هاي ايده‌آل موتورهاي چهارزمانه، كار تلف شده هنگام مكش سيال به داخل سيلندر و راندن دود به خارج آن، مدنظر قرار نمي‌گيرد.
ج- در حالت واقعي چرخه اتو، احتراق به صورت لحظه‌اي رخ نمي‌دهد.
چ- در روابط فوق، هيچ اثري از اتلافات اصطكاكي مشاهده نمي‌شود.
با وجود اين خطاها، استفاده از روابط ياد شده براي تخمين‌هاي كلي و مقايسه دو چرخه، كاري مناسب است.
چرخه واقعي موتور بنزيني، مشابه چرخه اتو بوده، اما چرخه موتور واقعي ديزل را نمي‌توان كاملا با چرخه ديزل (احتراق فشار ثابت) مشابه‌سازي كرد. چرخه ديزل بيشتر مشابه چرخه احتراق دوگانه[7] يا چرخه تركيبي[8] است. نمودار فشار- حجم اين چرخه كه تركيبي از چرخه‌هاي اتو و ديزل است، به صورت شماتيك در نمودار 2 نشان داده شده است.

نمودار 2: نمودار فشار- حجم چرخه دوگانه يا تركيبي استاندارد هوا

چرخه‌هاي ترموديناميكي واقعي
در نمودار 3، دياگرام چرخه‌هاي واقعي موتور بنزيني و ديزل نشان داده شده است. براساس اين نمودار، نسبت تراكم موتور بنزيني از موتور ديزل كمتر است. اين نمودارها را مي‌توان با چرخه‌هاي ايده‌آل استاندارد هوا، مقايسه كرد.

نمودار 3: دياگرام فشار- حجم نمونه‌اي از موتورهاي واقعي بنزيني: (الف) و ديزل (ب)

احتراق در موتور ديزل، يكي از فرايندهاي اساسي بوده و عامل اصلي تفاوت آن با موتور بنزيني است. به همين علت نيازمند شرحي دقيق‌تر در زمينه فرايندهاي چرخه موتور ديزل و بويژه فرايند احتراق در آن خواهيم بود.

مطابق نمودار 3، فرايند احتراق به صورت اسمي از نقطه C يعني زمان پاشش سوخت به داخل سيلندر شروع شده و تا نقطه D ادامه مي‌يابد. سوخت، پس از پاشيده شدن در محفظه احتراق، به علت دماي بالاي سيلندر، خودبه‌خود مشتعل شده و عمل احتراق انجام مي‌شود. براي احتراق كاملتر، سوخت به صورت ذره‌اي تزريق مي‌شود. يعني تمامي سوخت در يك لحظه به سيلندر پاشيده نمي‌شود. به‌علاوه، زماني نيز براي عمليات اختلاط سوخت با هوا، تبخير و شروع به احتراق، صرف مي‌شود. بنابراين، عمل سوختن در مدتي طولاني ادامه دارد، به‌طوري كه به پايين رفتن پيستون و ازدياد حجم، از فشار احتراق كاسته نمي‌شود. به بياني ديگر، ادامه احتراق در زمان طولاني‌تر بزرگ شدن حجم را جبران مي‌كند. لذا از نظر تئوري، موتور ديزل را موتور فشار ثابت مي‌گويند. به علت تداوم تزريق سوخت، فشار زمان قدرت تقريبا ثابت بوده و پيستون تا مدت بيشتري تحت تاثير فشار احتراق باقي مي‌ماند. اين حالت در نمودار 3 از نقطه مرگ بالا تا نقطه D ادامه دارد. از آنجا كه در موتور ديزل، احتراق به صورت خودبه‌خودي يعني بدون جرقه شمع يا منبعي ديگر انجام مي‌شود، سيستم سوخت‌رساني بايد
داراي شرايط زير باشد:
الف- سوخت، به مقدار كاملا دقيق نسبت به بار موتور، ارسال شود.
ب- شروع تزريق، كاملا صحيح تنظيم شود
پ- مدت تزريق، كاملا حساب شده باشد
ت- سوخت به شكل كاملا ذره‌اي يا به صورت گرد تزريق شود
ث- ذرات سوخت در تمام فضاي اتاق احتراق پخش شوند
ج- كيفيت سوخت و احتراق به گونه‌اي تنظيم گردد كه بازده حرارتي، حداكثر شود. يعني دود خروجي از اگزوز داراي حداقل هيدروكربور نسوخته باشد.
چ- مقدار تزريق سوخت با توجه به مدت پاشش و نحوه احتراق، به‌گونه‌اي هماهنگي داشته باشد كه زمان احتراق نسبتا طولاني بوده و با ازدياد حجم موتور به هنگام پايين رفتن پيستون، فشار ثابت بماند.


احتراق و پاشش سوخت در موتور ديزل، داراي سه مرحله ذيل است:

1. مرحله تاخير احتراق در اين زمان، سوخت به صورت بخار درآمده و با هوا مخلوط مي‌شود. ميل‌لنگ در شروع پاشش، حدود 22 تا 30 درجه قبل از نقطه مرگ بالاست. البته در موارد جديدتر، اين مقدار به حدود 15 درجه كاهش يافته است.
   
   
   
   مرحله شروع احتراق: به علت وجود نقاط گرم محترق‌كننده، بخار سوخت مخلوط‌شده با هوا به سرعت مي‌سوزد. احتراق، اندكي قبل از نقطه مرگ بالا شروع مي‌شود (حدود 5 درجه زاويه ميل‌لنگ نسبت به نقطه مرگ بالا) و وقتي پيستون به نقطه مرگ بالا مي‌رسد، احتراق اوليه كامل شده و فشار سيلندر به حداكثر مقدار خود مي‌رسد.
2. مرحله ادامه احتراق: سوخت‌هايي كه ديرتر تزريق مي‌شود، با ذرات سوختي كه هنوز كاملا نسوخته و نيز اكسيژن هوا مخلوط شده و عمل احتراق را تا مدتي طولاني ادامه مي‌دهند.

برتري‌هاي موتور ديزل به موتور بنزيني

امروزه، خودروهاي سواري ديزلي بر خودروهاي بنزيني پيشي گرفته‌اند. اين موضوع ناشي از مزاياي قابل توجه اين نوع موتورهاست كه برخي از آنها عبارتند از:

1. در موتور ديزل، به علت متراكم شدن هوا، احتراق به صورت خودبه‌خودي صورت مي‌گيرد، اما در موتور بنزيني، به علت متراكم شدن مخلوط سوخت و هوا، افزايش فشار سيلندر در مرحله تراكم با محدوديت مواجه است. نسبت تراكم در موتور ديزل حدود 1:18 و در موتور بنزيني حدود 1:10 است.
2. موتور ديزل، با مصرف سوخت و آلودگي كمتر، توان و گشتاور بيشتري توليد مي‌كند (نمودار 4).

همان‌طور كه در نمودار4 ديده مي‌شود، خودروهاي سواري ديزلي با وزن حدود 1300 كيلوگرم، در مقايسه با خودروهاي بنزيني حدود 28 درصد كاهش مصرف و آلايندگي دي‌اكسيد كربن دارند. هر چه وزن خودروها بيشتر شود، اين اختلاف چشمگيرتر است.

نمودار 4: مقايسه مصرف سوخت و انتشار CO2 خودروهاي بنزيني و ديزل براساس وزن آنها

در شكل 2، مقايسه‌اي بين دو نوع خودروي مرسدس بنز مشابه با مدل‌هاي E240 (بنزيني) و E270CDI (ديزل) انجام شده است. در نمودار ميله‌اي شكل 2، قسمت‌هاي تيره‌تر مربوط به خودروي ديزل و قسمت‌هاي روشن‌تر مربوط به خودروهاي بنزيني است. شكل ظاهري اين دو خودرو، تقريبا يكسان است. همان‌طور كه در نمودار شكل 2 ديده مي‌شود، با توان يكسان، خودروي ديزلي گشتاور بيشتري توليد مي‌كند. همچنين ميزان مصرف سوخت و آلايندگي در خودروي ديزلي برتري قابل‌توجهي دارد. تنها سرعت حداكثر و شتاب‌گيري موتور بنزيني، بهتر است كه البته ميزان اين اختلاف بسيار اندك است.

[حــامد]

قوانین affinity در هیدرولیک و تهویه مطبوع استفاده می شود برای بیان رابطه بین متغیرهای متعددی دخیل در عملکرد پمپ ، فن و توربين هيدروليك (مانند هد ، نرخ جریان حجمی ، سرعت شفت ، و توان).
با استفاده از اين روابط مي توان با داشتن ارتفاع تخليه در يك شرايط مشخص، ارتفاع در شرايط ديگر را به دست اورد.

قانون 1. قطر پروانه (D) ثابت :

قانون 1a. جریان متناسب با سرعت شفت : Q1/Q2=N1/N2
قانون 1b. فشار ، یا Head با مربع سرعت شفت متناسب است : H1/H2=(N1/N2)2
قانون 1c. توان با مکعب سرعت شفت متناسب است : P1/P2=(N1/N2)3

قانون 2. سرعت شفت (N) ثابت :

قانون 2a. جريان با مکعب قطر پروانه متناسب است : Q1/Q2=(D1/D2)3
قانون 2b. فشار ، یا Head به مربع قطر پروانه متناسب می باشد : H1/H2=(D1/D2)2
قانون 2c. توان با مکعب قطر پروانه متناسب است : P1/P2=(D1/D2)3


که در آن

Q: نرخ جریان حجمی (به عنوان مثال CFM ، GPM یا لیتر بر ثانیه) ،
D : قطر پروانه (e.g. یا میلی متر) ،
N: سرعت چرخش محور (دور در دقیقه e.g.) است ،
D: فشار یا Head فن / پمپ (به عنوان مثال فوت یا متر) ،
P : توان شفت (e.g. وات) است.

فرض بر اين است که بازده پمپ / فن ثابت می ماند. به عبارت دیگر ، η1 = η2.
در كاربرد قوانين براي پمپ ها قانون 1 دقيق تر از قانون 2 مي باشد.

ممنون درسته

[حــامد]

Clude process
Claude Liquefaction Process - A method of liquefaction in which compressed air which has been cooled by its adiabatic expansion in a cylinder is used to precool the
incoming air before it, in turn, is expanded

[حــامد]

سری چهارم سوالات:


1- منظور از load shedding در پالايشگاه چيست؟


2-ميزان معقول Gap& Overlap مابين محصولات نفتاي سبك –سنگين و نفت سفيد –نفت گاز چقدراست؟


3-شيرهاي پروانه اي دركجا مورد استفاده قرار گرفته ومزاياي آنها در چيست؟



4-علت استفاده از تلمبه های عمودی چیست؟