Дроселювання газів і парів
Якщо шляху руху потоку газу чи пари є місцеве опір, т. е. різке звуження прохідного перерізу (наприклад, діафрагма з невеликим отвором у центрі), то місці звуження швидкість різко зростає, а тиск знижується. При подальшому зниженні швидкості через завихрення тиск відновлюється не повністю, як показано на графіку. Перепад тиску тим більший, чим менше відношенняfo / f1.
Зниження тиску газу або пари при проходженні його через будь-який місцевий опір називаєтьсядроселюванням.
або
Зміна швидкості при дроселюванні може бути дуже значною, але навіть при дуже великих швидкостях кінетична енергія потоку настільки несуттєва в порівнянні з його ентальпією, що іншими складниками можна знехтувати. Тоді отримуємо
тобто. при дроселюванні газу або пари його ентальпія практично не змінюється.
При дроселюванні ідеального газу, для якого причому сp = const, отримуємо
,
тобто. температура ідеального газу при дроселюванні не змінюється.
Якщо в Ts–діаграмі точка 1 відповідає стану ідеального газу до дроселювання, то точка 2,відповідає стану його після дроселювання, лежить з нею на одній горизонталі і розташовується правіше (оскільки ізобарар2знаходиться правіше ізобары p1).
Графік показує, що дроселювання ідеального газу супроводжується зростанням його ентропії, незважаючи на те, що процес йде без теплообміну з навколишнім середовищем. Це очевидно,оскільки цей процес є необоротним.
Ентропія є функцією стану і, отже, її зміна не залежить від шляху, яким газ переходить зі стану 1 в стан 2.Це означає, що воно буде таким самим, як при оборотному ізотермічному процесі1 -2, т. е. може бути визначено за формулою:
Горизонтальну пряму1-2можна розглядати як лінію процесу дроселювання лише умовно, оскільки в принципі графічному зображенню піддаються лише оборотні процеси та фактично лінія1-2зображує не дроселювання, а оборотне ізотермічне розширення газу .
Так само не можна розглядати реальний процес дроселювання і як ізоентальпійний, тобто протікаючий приi=const.
Легко бачити, що ці два процеси, що зображаються однією і тією ж лінією, але в принципі зовсім різні:
в ізотермічному процесі площа1-2-3-4-1,що лежить під лінією процесу, являє собою зовнішню теплоту, за рахунок якої і відбувається робота розширення газу;
в процесі дроселювання ця площа являє собою внутрішню теплоту, одержувану газом за рахунок перетворення на теплову енергію роботи розширення, що повністю витрачається на виховання.
Процес дроселювання водяної пари.
З графіка видно, що волога пара в області помірних тисків (точка 1) при дроселюванні підсушується, суха насичена пара (точка 2) перегрівається, а перегріта (точка 3) збільшує свій перегрів.
Температурний ефект дроселювання перегрітої пари наΔр бардає зниження температури 0 С.
В області високих тисків, близьких до критичного, перегріта пара (точка 1) спочатку переходить у суху насичену (точка 2),потім зволожується,потім знову підсушується, стаючи сухим насиченим (точка 3),і, нарешті, знову стає перегрітим (точка 4).
Кипляча вода (точка 5) при дроселюванні частково випаровується і переходить у суміш води з насиченою парою (точка 6).
За допомогою is-діаграми можна показати, що дроселювання пов'язане з втратою роботи, що розташовується.
Якщо до дроселювання пар мав тиск (точка 1), то наявне теплопадіння дорівнювалоh'o,після дроселювання, коли його тиск знизився до (точка 2),теплопадіння, що розташовується, стало рівнимh"o.
А т.к. точка4розташовується вище точки3,очевидно, що.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком гугл на сайті: