ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Дросселирование газов и паров из "Теплотехника " Дросселированием называется необратимый процесс протекания газа (пара) через местное сопротивление, в результате которого понижается давление газа без совершения им технической работы. [c.125] Местное сопротивление потоку создают установленные в трубопроводе вентиль, задвижка, кран, клапан, диафрагма, пористая перегородка, капиллярная трубка и другие устройства. [c.125] Рассмотрим адиабатное (без теплообмена с окружающей средой) течение газа по трубопроводу через местное сопротивление, создаваемое, например, диафрагмой (рис, ЗЛО). [c.125] При подходе к диафрагме поток, сужаясь, разгоняется, давление внутри его уменьшается, а на стенки трубопровода и диафрагмы вследствие торможения газа в застойной зоне оно несколько повышается. После прохождения отверстия поток, расширяясь до стенок трубопровода, тормозится, давление газа при этом возрастает. Однако давление р2 в сечении II после диафрагмы оказывается меньше давления pi в сечении I перед диафрагмой. Снижение давления является следствием потерь на трение и вихреобразо-вание, вызванное разностью давлений у стенок диафрагмы и в потоке. [c.125] Величина снижения давления зависит от природы газа, параметров его состояния, скорости движения и степени сужения трубопровода. [c.126] Изменение температуры после дросселирования газа и пара, открытое Джоулем и Томсоном в 1852 г., называется дроссель-эффектом Джоуля—Томсона. [c.126] Отсюда следует, что скорость газа возрастает пропорционально увеличению объема. Однако при таком изменении скорости изменение кинетической энергии газа в сравнении с величиной его энтальпии оказывается ничтожно малым. Так, например, для воздуха в предположении, что связь параметров его соответствует уравнению Ван-дер-Ваальса при pi 15 МПа, Ti=292 К, wi=5m/ и снижении давления после дросселирования на 1 МПа удельный объем возрастет от Vi=5,30 10 до V2=5,62 10 м кг (на 60%), а скорость газа увеличивается до W2=5,3 м/с, изменение кинетической энергии (w2 wf)/2 составляет при этом 5 10 % от величины энтальпии hi. [c.126] Величина аь называется дифференциальным дроссель-эффектом Джоуля-Томсона. Так как всегда с1р 0, то при положительном значении (дТМр)ь температура газа понижается (с1Т 0), при отрицательном значении - температура газа возрастает (с1Т 0), а при ((1Т/с1р)ь=0 температура газа неизменна (с1Т=0). [c.127] Отсюда (с1у/с1Т)р = К/(р-а/у +2аЬ/у ). [c.128] В уравнении (3.42) коэффициенты а и Ь, зависящие от параметров критической точки данного газа, определяются по выражению (1.14а). [c.128] Таким образом, по уравнениям (3.41) и (3.42) можно определить значения ан при заданном давлении р Для этого, задаваясь различными значениями удельного объема у, по (3.41) вычисляют соответствующие им температуры, затем, подставляя у и Т в (3.42) находят значение дифференциального дроссель-эффекта (с1Т/с1р)ь. [c.128] Процесс дросселирования, как было отмечено, является существенно необратимым процессом, протекающим с увеличением энтропии и снижением работоспособности рабочего тела. Тем не менее он находит применение в практике и создается искусственно в холодильных установках для понижения температуры, в приборах, измеряющих расход газа, в установках, сжижающих газ и в некоторых других устройствах. [c.130] Вернуться к основной статье