Дросселирование газов и паров. Эффект Джоуля-Томпсона
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Когда на пути движения газа или пара в канале встречается препятствие (местное сопротивление), частично загромождающее поперечное сечение потока, давление за препятствием всегда оказывается меньше, чем перед ним.

Дросселирование – это процесс уменьшения давления, в итоге которого нет ни увеличения кинетической энергии, ни совершения технической работы.

При дросселировании без теплообмена с окружающей средой, когда скорости потока до и после перегородки достаточно малы, из уравнения (1.110) следует, что .

При адиабатном дросселировании рабочего тела его энтальпия остается постоянной, давление падает, объём увеличивается.

Для идеальных газов из  следует, что в результате дросселирования температура идеального газа остается постоянной (рисунок 23,а).

Для дросселирования реального газа температура меняется (эффект Джоуля-Томсона). Знак изменения температуры  для одного и того же вещества может быть положительным ( >0 – газ при дросселировании охлаждается) и отрицательным ( <0 – газ нагревается) в различных областях состояния. Состояние газа, в котором =0, называется точкой инверсии эффекта Джоуля-Томсона. Температура, при которой эффект меняет знак – температура инверсии. Для водорода она равна -57°С, для гелия -239°С.

На рисунке 23 показано изменение параметров при дросселировании идеального газа и водяного пара. При дросселировании идеального газа температура не меняется (рисунок 23,а).

При адиабатном дросселировании кипящей воды она превращается во влажный пар (процесс 3-4) (чем больше падает давление, тем больше снижается температура пара и увеличивается степень сухости) (рисунок 23,б). При дросселировании пара высокого давления и небольшого перегрева (процесс 5-6) пар сначала переходит в сухой насыщенный, затем во влажный, потом снова в сухой насыщенный и опять в перегретый. Температура его при этом уменьшается.

При дросселировании энтропия возрастает без подвода теплоты, а располагаемая работа теряется. При работе парового двигателя (турбины) в идеальном случае работа расширения – вертикальная линия 1-2 между изобарами  и  (рисунок 23,б). Если предварительно пар дросселируется в задвижке от 1 до 1´, то в двигателе он уже расширяется по лини 1´-2´ - работа уменьшается. Чем больше дросселируется пар, тем большая доля располагаемой работы теряется.

Адиабатное дросселирование в технике используется для получения низких температур (ниже температуры инверсии) и для регулирования (уменьшения) мощности тепловых двигателей (что не экономично, но просто).

 

Дата: 2019-02-19, просмотров: 380.