5 Определение знака адиабатного дроссель-эффекта; характера изменения температуры газа (жидкости) при дросселировании (нагрев, охлаждение, постоянство температуры).
6 Явление инверсии: физическая сущность и графическая интерпретация. Точка и кривая инверсии.
Экспериментально
установлено, что для одного и того же
ве-ва знак
может
быть различным и
может = 0. Состояние раб тела, в котором
наз. точкой
инверсии эффекта Джоуля – Томсона,
а его геометрическое место точек на
диаграмме состояние, наз. кривой
инверсии. На
всех точках на кривой
.
Кривая инверсии для различных газов
строится на диаграмме состояния как
правило с использованием ура-я состояния
идеального газа.
При
любом значение
ве-во имеет 2 точки инверсии – 1 находиться
в областе жд.,а другая в области перегретого
пара.
Для реального газа подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса были определены значения темп-ры при которых кривая инверсии пересекает ось абсцисс.
Для
газов подчиняющегося
уравнению Ван-дер-Ваальса параметры
точки
можно определить по формуле:
Точка кривой инверсии наз критической точкой инверсии
Инверсионная кривая делит Р,Т диаграмму на 2 области;
Внутри инверсионной кривой , т.е. ве-во охлаждается;
С внешней стороны и ве-во будет нагреваться;
Если ве-во будет находиться в некоторой точке А, в ней ,
Следовательно, в процессе дрос-ия темп-ра будет понижаться, если точка В будет темп не измениться в процессе дрос-я, в точке С
темп увеливается в процессе дрос-я.
7 Адиабатное дросселирование реальных газов и паров. Расчет дросселирования с помощью h,s и р,h – диаграмм.
( https://studfile.net/preview/7241164/page:20/ )
S – увеличивается
По этой причине п-с адиабатного дросселирования диаграмм сост изоб в виде пунктирных линий.
Обычно
задается нач. состояние -
Конечное состояние: P2
Искомая
величина
8 Применение процесса адиабатного дросселирования как эффективного способа охлаждения газов, вплоть до их сжижения.
Эффект Джоуля — Томсона состоит в изменении температуры газа в результате медленного его протекания под действием постоянного перепада давления сквозь дроссель — локальное препятствие газовому потоку, например через пористую перегородку на пути потока (рис. 3.7.6).
В технике низких температур процесс Джоуля — Томсона и адиабатическое расширение газов используются для понижения температуры и сжижения газов.
Сжижение газов
Превращение любого газа в жидкость — сжижение газа — возможно лишь при температуре ниже критической, однако критические температуры очень низкие, например: у гелия 5,3 К, у водорода 33 К, у азота 126,1 К.
Для достижения столь низких температур используют несколько методов:
• эффект Джоуля — Томсона;
• адиабатическое расширение газа с совершением внешней работы;
• составление охлаждающих смесей.
Уравнение Менделеева — Клапейрона PV = vRT, полученное в предположении, что молекулы газа не взаимодействуют друг с другом, удовлетворительно описывает состояния реальных газов только при достаточно низкой концентрации молекул.
При высоких концентрациях и низких температурах наблюдаются определенные расхождения с экспериментально установленными зависимостями. Самое простое уравнение, достаточно точно описывающее состояния реальных газов, — это уравнение Ван-дер- Ваальса.
Уравнение Ван-дер-Ваальса для реального газа учитывает конечный объем молекул vb и их взаимодействие между собой 2а/ V2:
где а и b — постоянные Ван-дер-Ваальса; V — объем, занимаемый газом; Р — давление газа на стенки сосуда.
Внутреннее давление, обусловленное силами взаимодействия молекул,
