节流膨胀和绝热膨胀的区别

实际气体的节流

通常把高压流体经管道中的小孔后压力显著降低的过程称为节流。节流孔径越小,局部阻力越大,节流后的压力变化也越大,反之就越小。(通常用调节阀代替固定节流孔

从能量转换的观点看,由于气体经过节流小孔时,流速大、时间短,来不及与外界进行热交换,因此节流过程可以近似看作绝热过程。因为节流时有摩擦力损失,所以节流过程是不可逆的。气体在节流时,即无能量输出,也无能量输出所以节流前后的能量保持不变,即节流前后的焓值相等,这是节流过程的基本特点


焓的理解

焓:某一状态下气体内能和流动功之和。

理想气体的焓值只是温度的函数,根据节流前后的焓值不变,理想气体节流前后温度是不变的。

由于实际气体的焓值是温度和压力的函数,实际气体节流后温度变化有三种情况:降温、升温、温度不变。(很多人都觉得节流只能降温)


气体节流转化曲线

通常我们把节流后温度不变的这个节流前温度称之为“转化温度”,与此相对应的压力称之为“转化压力”

一个压力一般对应有两个转化温度,即上转化温度(在气相)和下转化温度(在液相)。

当一个压力只对应一个转化温度时,我们称这个转化压力为最大转化压力。大于最大转化压力时,无转化温度。

如果将各压力下对应的转化温度绘成曲线,这曲线就是所谓的气体节流转化曲线。

节流转化曲线十分清楚地告诉我们节流前参数如何选择,要使气体节流后降温,节流前压力应小于最大转化压力,节流前温度必须在上、下转化温度之间,否则节流后不会制冷。


问题

气体节流后为什么会具有制冷能力,这种说法不是与常说的节流不产生冷量相矛盾了吗?

其实在气体压缩过程中,就将压缩功转化成热量传给环境介质,同时气体压缩后内能减少(焓下降)。所以说气体节流后的制冷能力是在等温压缩时获得的,节流本身不具备这个能力,只是节流将这一制冷能力表现出来了。


气体的绝热膨胀

气体的绝色(等熵)膨胀是在膨胀机中完成的,膨胀过程对外做功。膨胀后气体体积增大、位能增加,在绝热条件下提供这部分能耗只能靠气体降温、减少动能来实现,所以气体绝热膨胀温度总是下降的。

在热力学中,常用熵的变化来判断过程的方向。熵的变化量为零表示绝热过程;熵的变化量大于零表示吸热过程;熵的变化量小于零表示放热过程。

节流与绝热膨胀的比较

气体绝热膨胀后的制冷量等于等温节流的制冷量与对外做功之和,其产生的冷量和温降大大超过节流膨胀。

实际上,气体绝热膨胀过程同样存在着机械摩擦和传热,其过程也是一个等熵的过程,只是绝热膨胀过程的熵曾远小于节流膨胀的熵增。

在实际方面,节流过程用节流阀,结构比较简单,也便于调节;而等熵膨胀则用膨胀机,结构复杂。

节流阀可以在气液两相区工作,节流阀出口允许有很大的带液量;但可以带液的两相膨胀机还在研制和使用阶段,其带液量也不能很大。因此,节流膨胀和等熵膨胀的这两个过程在制冷设备中都有用,它们的选择需根据具体条件而定。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,236评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,867评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,715评论 0 340
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,899评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,895评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,733评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,085评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,722评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,025评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,696评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,816评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,447评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,057评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,009评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,254评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,204评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,561评论 2 343