การสอบวิชาวิศวกรเคมีประจำปี 2014 – ข้อที่ 70 ในช่วงเช้าของวันแรก
Thread Content
70. ในเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้คอยล์ระบายความร้อนแบบท่อหุ้ม มีการใช้ท่อสำหรับระบายความร้อนเพื่อลดอุณหภูมิของก๊าซจาก 390°C เหลือ 100°C สำหรับแผนการระบายความร้อนและการเลือกสารที่ใช้ในการระบายความร้อนนั้น แผนการใดบ้างที่ไม่ควรนำมาใช้? (A) ใช้น้ำที่ผ่านการหมุนเวียนมาทำความเย็น (B) ใช้น้ำสะอาดที่ไม่เคยถูกใช้มาก่อนมาทำความเย็น (C) ใช้น้ำมันที่มีคุณสมบัตินำความร้อนมาทำความเย็นในระบบปิด จากนั้นจึงใช้น้ำที่ผ่านการหมุนเวียนมาทำความเย็นน้ำมันนั้นอีกที (D) ใช้น้ำบริสุทธิ์ที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิ 30°C มาทำความเย็นในระบบปิด จากนั้นจึงใช้น้ำที่ผ่านการหมุนเวียนมาทำความเย็นน้ำนั้นอีกที ส่วนตัวแล้วคิดว่าคือ ABD แต่ไม่ทราบรายละเอียดเพิ่มเติม ขอคำแนะนำด้วยครับ/ค่ะ.
ขอให้ผู้เชี่ยวชาญช่วยตอบหน่อยค่ะ อ่า ไม่เข้าใจเลยว่าสอบเรื่องอะไรกันแน่
น่าจะเป็น ABD. ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงเกินไป ไม่เหมาะสำหรับการทำให้เย็นลง
สหรัฐอเมริกานั้นมีความแตกต่างของอุณหภูมิสูงเกินไป และที่สำคัญคือในโจทย์ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าต้องลดอุณหภูมิจาก 390°C ลงมาเหลือ 100°C ดังนั้นอุณหภูมิต่ำสุดก็ยังคงเป็น 100°C หากใช้น้ำในการลดอุณหภูมิโดยตรง ก็จะเกิดปรากฏการณ์ที่น้ำร้อนระเหยไป ส่วนวิธี C คือการหยุดการให้ความร้อนกับน้ำมันนำความร้อนก่อน จากนั้นจึงใช้น้ำเพื่อลดอุณหภูมิ วิธีนี้จะไม่เกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวขึ้น
ฉันคิดว่าโจทย์นี้ง่ายมากเลยนะ ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงเกินไป น้ำที่ใช้ในระบบหมุนเวียนจึงไม่สามารถนำมาใช้กับความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงขนาดนี้ได้ เพราะมันจะระเหยไปเลย นี่เป็นเรื่องพื้นฐานนะ
ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำหมุนเวียน เพราะอุณหภูมิสูงมาก ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิสูง ซึ่งจะทำให้น้ำหมุนเวียนเกิดการสะสมของตะกอนได้ง่าย ระเหย? ตราบใดที่ปริมาณน้ำเพียงพอ ก็สามารถตั้งอุณหภูมิได้ตามที่ต้องการ โดยน้ำจะไม่ระเหยไปไหน
วงจรแบบเปิดของ AB คงใช้ไม่ได้แน่ เพราะใช้น้ำมากเกินไป ไม่คุ้มทางเศรษฐกิจ。 D ไม่รู้ แต่ตราบใดที่แรงดันสูงพอ ก็จะไม่เกิดการกลายเป็นไอ แต่ไม่ว่าจะเป็นน้ำบริสุทธิ์หรือน้ำที่ใช้ซ้ำ ค่าความจุความร้อนก็ยังเท่าเดิม วิธีนี้จึงต้องใช้ปริมาณน้ำมากเกินไป ดูแล้วก็ไม่คุ้มค่าเท่าไหร่
การระบายความร้อนแบบวงจรปิดกับการระบายความร้อนแบบวงจรเปิดมีความแตกต่างกันอย่างไร?
ส่วนตัวรู้สึกว่า นอกจาก c แล้ว อันอื่นๆ ล้วนเป็นสื่อที่มีลักษณะเป็นของเหลวทั้งนั้น แม้จะมีคำอธิบายที่แตกต่างกันไป แต่โดยรวมแล้วก็มีความหมายใกล้เคียงกัน ดังนั้น ABD
【คำอธิบาย】ในแง่ของการใช้พลังงานตามระดับต่างๆ ABD เห็นว่า สำหรับสื่อที่มีคุณสมบัติเหมือนกันในระดับเดียวกัน ควรใช้วิธีการทำให้ร้อนหรือเย็นในลักษณะเดียวกันจะเหมาะสมที่สุด； อุณหภูมิในโจทย์นี้สูงมาก การใช้น้ำเพื่อทำความเย็นจึงเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน อีกทั้งน้ำยังระเหยไปด้วย ซึ่งไม่สมเหตุสมผลเลย