Дросселирование газов

Процесс понижения давления газа при прохождение через препятствие называется дросселированием. Снижение давления газа является следствием потерь на трение и вихреобразование из-за этого процесс дросселирования относится к необратимым процессам. Часть кинетической энергии после диафрагмы преобразуется в теплоту. Контрольную поверхность с рабочим телом между сечениями 1-1 и 2-2 можно считать адиабатной системой. В процессе дросселирования изменения скорости W=W₂-W₁ поэтому из ф.: при g=0 и , .

Изменение температуры после дросселирования газа называется дроссель-эффектом Джоуля-Томсона. В идеальном газе энтальпия зависит только от температуры, поэтому для идеального газа эффект Джоуля-Томсона равен нулю (Т₂=Т₁). В реальном газе энтальпия дополнительно зависит от давления:

т.к. , то поэтому

; -дифференциальный эффект дросселирования.

В термодинамике доказывается что , поэтому величина дифференциального эффекта дросселирования равна:

Используя ур. Ван-дер-Ваальса: можно получить

или . Температура при которой эффект дросселирования отсутствует (dT=0) называется температурой инверсии . Используя значение критической температуры для реального газа можно найти отношение:

. Т_КР- температура в кретической точке на кривой PV. Т.к. при дросселировании dP0, то знак будет зависить от знака или от отношения температур в соответствии с этим различают 3 случая:

1)Положительный дроссель-эффект

>0 : при dT<0 или T<T_ИНВ

2)Отрицательный д.-э.

: при dT>0 или T> T_ИНВ

3) Нулевой д.-э.

: при dT=0 или T=T_ИНВ

Изменение знака дроссель эффекта называется инверсией. Температура T_ИНВ

большинства газов (кроме Н и Не) достаточно велики, поэтому процессы дросселирования обычно идут с понижением температуры (dT<0)

При снижении давления изменение температуры газа определяется интегральным дроссель-эффектом Джоуля-Ленца