Valutazione rapida dell’energia producibile

Buon anno a tutti!

In questo primo post dell’anno vogliamo valutare in modo elementare quanta energia è possibile estrarre da una tonnellata di ammoniaca anidra liquida, attraverso la sua evaporazione ed espansione. Consideriamo dunque 1000 kg di NH3 liquida ad una temperatura, per esempio, di 14 °C. A questa temperatura, considerando l’ammoniaca liquida in equilibrio con il suo vapore saturo, la pressione del vapore è di 7,045 bar ed il suo volume specifico è 0,1805 m3/kg (vedi http://www.engineeringtoolbox.com/ammonia-d_971.html ). Se dovessimo lasciare semplicemente evaporare il liquido ed utilizzare il vapore ottenuto per azionare un meccanismo alternativo a pistone simile a quello di una locomotiva a vapore, otterremmo l’energia meccanica E:

E = p * V = (0,7045 MPa – 0,101325 MPa) * 180,5 m3 = 108,9 MJ = 30,2 kWh

dove 180,5 è il volume di 1000 kg di vapore saturo (notare che questo vapore potrebbe essere ulteriormente espanso fino a raggiungere la pressione atmosferica, il che significa che stiamo sottovalutando l’energia producibile) e 0,101325 MPa (megaPascal) è la pressione atmosferica.

Questo calcolo elementare mostra che da 1000 kg di ammoniaca anidra liquida possiamo facilmente estrarre una energia di circa 30 kWh (chilowattora): molto promettente. Tenete d’occhio il sito, seguiranno analisi più sofisticate…

Quick evaluation of producible energy

Happy new year, folks!

The aim of our first post of the year is to evaluate in an elementary manner how much energy we can extract out of a ton (literally a ton, 1000 kg) of liquid anhydrous ammonia, through its evaporation and expansion. Let us consider 1000 kg of liquid NH3 at a temperature of, say, 14°C. At that temperature, considering liquid NH3 in equilibrium with its saturated vapor, the vapor pressure is  7.045  bar and the vapor specific volume is 0.1805 m3/kg (see http://www.engineeringtoolbox.com/ammonia-d_971.html ). If we were to simply let the liquid evaporate and use the obtained vapor to drive an alternating piston mechanism similar to that of a steam locomotive, we would obtain the mechanical energy E:

E = p * V = (0.7045 MPa – 0.101325 MPa) * 180.5 m3 = 108.9 MJ = 30.2 kWh

where 180.5 is the volume of 1000 kg of saturated vapor (note that this vapor could be further expanded until its pressure reached atmospheric pressure, which means we are underestimating the producible energy) and 0.101325 MPa (megaPascal) is the atmospheric pressure.

The above basic calculation shows that from 1000 kg of liquid anhydrous ammonia we can easily extract  an energy of about 30 kWh (kilowatt-hours). This sounds promising. Stay tuned for a more sophisticated analysis…