Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Investigation of the Joule-Thomson effect

Mateusz Kamiński

Abstract

The thesis deals with the issue of Joule-Thomson effect. As a result of isenthalpic throttling real gases can change their temperature. Depending on the initial conditions, the gas can be warmed or cooled. Quantitatively, this effect is described by the Joule-Thomson coefficient. The thesis discusses also applications of this effect such as gas liquefaction using Linde cycle. The thesis has been focused on modernization and launching the test stand, which can be used for teaching purposes within the framework of the Laboratory of Process Thermodynamics. A series of measurements conducted in this work helped to determine the causes of significant measurement errors in the existing measurement system. This knowledge allowed to improve the functioning of the system, which resulted in a significant reduction of the measurement error. The data obtained as a result of the new measurements, this time in the modernized system, has been verified with literature data. Additionally, calculations of the Joule-Thomson coefficient were performed for carbon dioxide and air for a given range of temperature and pressure values. For this purpose a virial equation of state, and Beattie-Bridgeman equation were used. The obtained results proved that the Beattie-Bridgeman equation allows to determine values with satisfactory accuracy. In addition, the course of a temperature inversion curves were determined for carbon dioxide and methane based on the equations of state for real gas (Redlich-Kwong equation and Martin equation) and empirical Miller equation.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Kamiński (FCPE) Mateusz Kamiński,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Title in Polish
Badanie efektu Joule'a-Thomsona
Supervisor
Piotr M. Machniewski (FCPE/DPKT) Piotr M. Machniewski,, Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unit
Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)
Study subject / specialization
, Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
08-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
37
Internal identifier
DICHP-2517
Reviewers
Paweł Gierycz (FCPE/DSP) Paweł Gierycz,, Department of Separation Processes (FCPE/DSP)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Piotr M. Machniewski (FCPE/DPKT) Piotr M. Machniewski,, Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
efekt Joule'a-Thomsona, współczynnik Joule'a-Thomsona, dławienie izentalpowe, równania stanu, krzywe inwersji, modernizacja stanowiska pomiarowego
Keywords in English
Joule-Thomson effect, Joule-Thomson coefficient, isenthalpic throttling, equations of state, inversion curves, modernization of the test stand
Abstract in Polish
Praca dotyczy zagadnienia efektu Joule'a-Thomsona. W wyniku izentalpowego dławienia gazy rzeczywiste mogą zmieniać swoją temperaturę. Zależnie od warunków początkowych gaz może ulec rozgrzaniu lub schłodzeniu. Ilościowo efekt ten opisywany jest przez współczynnik Joule'a-Thomsona. W pracy omówiono także zastosowanie tego efektu do skraplania gazu przy wykorzystaniu cyklu Lindego. W ramach pracy zmodernizowano i uruchomiono stanowisko pomiarowe, które może być wykorzystane do celów dydaktycznych w ramach Laboratorium Termodynamiki Procesowej. Wykonano serię pomiarów, które umożliwiły określenie przyczyn powstawania znacznych błędów pomiarowych w istniejącym układzie pomiarowym. Ta wiedza pozwoliła na usprawnienie funkcjonowania układu, co przełożyło się na znaczne zmniejszenie błędu pomiarowego. Dane otrzymane w wyniku ponownych pomiarów, tym razem w zmodernizowanym układzie, zostały zweryfikowane przy pomocy danych literaturowych. Dodatkowo przeprowadzono obliczenia wartości współczynnika Joule'a-Thomsona dla dwutlenku węgla oraz powietrza w zależności od temperatury i ciśnienia. W tym celu wykorzystano wirialne równanie stanu i równanie Beattie-Bridgemana. Uzyskane wyniki dowodzą, że równanie Beattie-Bridgemana pozwala na wyznaczenie wartości współczynnika z zadowalającą dokładnością. Ponadto wyznaczono przebieg krzywych inwersji temperatury dla dwutlenku węgla oraz metanu w oparciu o równania stanu gazu rzeczywistego (równanie Redlicha-Kwonga i równanie Martina) oraz równanie empiryczne Millera.
File
  • File: 1
    253292-Kamiński Mateusz-Badanie efektu Joule'a-Thomsona.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8603

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT629c3967251f4e309b56bf20343b209a/
URN
urn:pw-repo:WUT629c3967251f4e309b56bf20343b209a

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page