Drosselivanie газове и пари

Когато пътя на газовия поток или пара се появява внезапно напречно сечение стесняване канал (например, напълно отваряне на клапана или клапан, или има дял с малък отвор, който създава съпротивление на потока, че в този момент се увеличава скоростта на потока рязко, а налягането - се намалява.

Тъй като налягането на газа се намалява, специфичните увеличава обема.

За присвити секции намалява и скоростта на потока се възстановява първоначалната стойност, и налягането не е напълно възстановен. Такова необратим процес поток налягане намаляване вещество в резултат на преминаването му през местно съпротивление без извършване на външна работа (без обмен на енергия с околната среда в механична форма) се нарича дроселиране.

Процесът на намаляване на налягането в работния флуид чрез преминаване през местно свиване на тръбопровода или myatiem наречен дроселиране.

Метод дроселен среща в двигатели с вътрешно горене бутални в гърлото на входящи и изходящи клапани време на входящия въздух в цилиндъра (горими смес) или в отработените газове.

Фигура 1.7.9 Модифициране на процеса, в резултат на Дроселирането

Фиг. 1.7.9 илюстрира случая, при който потокът минава през тесен отвор в диафрагмата, монтиран в тръбопровода.

Освен това, ако отвора на налягането на газовия поток е p1 (раздел I), след диафрагмата (раздел II) е равно на p2 (р2 <р1 ). Эти давления должны измеряться на некотором расстоянии от диафрагмы, где они имеют одинаковые значения по всему поперечному сечению трубопровода (хотя между сечениями I и II существует разность давлений).

Ако пренебрегнем разликата между течност скоростта на работа в тръбата преди и след отвора на дроселиране) и да вземат s1s2, а след това ние откриваме, че увеличаването на кинетичната енергия на газа (пари) по време на неговия еквивалент промяна в енталпията.

(Както се вижда от графиката в ris.1.7.9).

Помислете за основните закони на процеса на дроселиране. За това може да се отбележи две функции:

• drosselirovanie- процес, който протича толкова бързо, че обменът на топлина (обмен на енергия под формата на топлина) между работа тяло и околната среда е пренебрежимо малък, и изчисления могат да бъдат пренебрегнати;

• процес дроселиране се извършва без да се извършват при работа на открито (във форма механично предаване на енергия между газа и околната среда да не се случва).

Уравнението на първия закон на термодинамиката за стационарни потоци (не изменящи се във времето) газове:

в съответствие с процеса на дроселиране две характеристики в този израз р = 0 и L0 = 0, така че (h2-h1) = 0. което означава равенство

h2 = h1, т.е. чрез дроселиране на работната смяна течност енталпия.

Това състояние се отнася само за процеса на дроселиране.

енталпия половете да се определи състоянието на работния флуид след дроселиране.

Тъй като енталпия на идеален газ дроселен не се променя (Н2 = Hi), процесът на S - Н - диаграма е показана на хоризонталната линия, успоредна на S-ос).

След дроселиране (раздел II ;. фигура 1.7.9) газ се връща към първоначалното състояние (раздел I), като налягането не се възстановява (р2

VM1), се увеличава ентропията (и 2> е 1).

Въпреки това, когато газът преминава през дросел бобина непрекъснато се променя нейното състояние. Когато газ преминава през отвор (отвор) се понижава енталпия (линията 1-2 на фиг. 1.7.10) и увеличението на кинетична енергия. Дроселната поради рязко увеличаване на напречното сечение на протичане настъпва спиране, кинетичната енергия се намалява и енталпията увеличава до първоначалната стойност (линия 2-2 "на фиг. 1.7.10).

При спиране част на газта поток от кинетичната енергия поради триене, удар, и турбулентност се превръща в топлина, която се абсорбира от газ, при което ентропията газ се увеличава.

Описаният процес е показано схематично на фиг. 1.7.10.

Фиг. 1.7.10 Условно образ процес чифт промяна състояние в Дроселирането

От дроселен пара енталпия не се променя, координати Н, S, този процес обикновено представлява от хоризонтална линия. За определяне на състоянието на пара след газта през точката 1, който се характеризира състоянието на двойката преди газта се извършва хоризонтална линия до пресичането с цел Isobar в точка 2 "(вж. Фиг. 1.7.10). В този момент, всички възможности са след педала на газта.

Преди това ние създадохме, че газът може да се счита идеално само когато неговите елементарни частици (атоми или молекули) са на достатъчно голямо разстояние и силите на междумолекулни взаимодействия могат да бъдат пренебрегнати. В действителност, това не винаги е възможно да пренебрегнем тези сили. Благодарение на тези сили на недвижими поведение газ се различава от идеалното.

Ако действителното газ силно компресира и се охлажда, в резултат на силите на междумолекулни взаимодействия могат да бъдат превърнати в течно състояние.

Дроселиране на недвижим газ или пара обикновено е необратимо.

Сега да се върнем на факта, че след недвижими газ дроселиране му налягане се намалява.

Колкото по-малко газ се компресира, толкова по-голям обем. Ето защо, след като скосен устройство определен обем газ, отколкото преди. Това означава, че молекулата на газ след заострени устройства ще бъде на по-голямо разстояние, отколкото преди.

По този начин, адиабатен процес дроселен се придружава с увеличаване на ентропията и по този начин процесът е необратим; понижаване на налягането на газа, без да променя скоростта си и по този начин протича процес без извършване на външна работа.

температурата може да се увеличи, намали и остават непроменени през дроселираща на реални газове и пари. Научната обосновка на едно явление дроселиране U.Tompson (Лорд Келвин) и Джордж. Джоел, което води до феномен е името на Джаул-Томсън

Понижаването на температурата на недвижими газ при адиабатно дроселиране нарича положителен Ефект на Джаул-Томсън и увеличение - отрицателен ефект.

Ефект адиабатно дроселиране на реални газове (изпарения) зависи от техните физически свойства и началната температура преди газта.

Ако резултатът от дроселираща първоначалната температура газ Т1 не се променя, след това тази температура се нарича температура инверсия е обозначен с TINV и.

За истински газ подчинявайки Ван дер Ваалс уравнение, беше установено, че температурата на инверсия по-голяма от тяхната критична температура до 6,75 пъти:

Когато пара се дроселира всяко състояние, намаляването му температура и налягане, специфичният обем и увеличаване на ентропията, като пара 4300К на температурна инверсия.

процес Дроселиращ се използва широко в областта на техниката за намаляване на налягането и температурата в хладилници, контролира работата на различни машини и компресори, за регулиране на мощността на парна турбина, измерването на потока на течности, протичащи в тръбопроводи за охлаждане на газове в тяхната втечняване и други процеси.

Вредни ефекти на дроселиране като необратим процес включват намаляване на наличните работни машини или термична проводимост намалява капацитет на охлаждане в хладилни машини.