0 Shares 1617 Views

Дросселирование газа это расширение газа при прохождении через дроссель — местное сопротивление (вентиль, кран и т.д.), сопровождающее изменением температуры.

Определение дроссельного эффекта (эффекта Джоуля-Томсона). Отношение изменения температуры газа в результате его изоэнтальпийного расширения (дросселирования) к изменению давления называется дроссельным эффектом, или эффектом Джоуля — Томсона.

При охлаждении газа эффект считается положительным, при нагревании его — отрицательным.

Коэффициент Джоуля-Томсона. Изменение температуры при снижении давления на 1ата (0,1Мпа) называется коэффициентом Джоуля — Томсона. Этот коэффициент изменяется в широких пределах и может иметь положительный или отрицательный знак.

Интегральный дроссель-эффект и области его значения (дросселирование газа). Изменение температуры газа в процессе изоэнтальпийного расширения при значительном перепаде давления на дросселе называется интегральным дроссель-эффектом.

Интегральный коэффициент Джоуля-Томсона для природного газа изменяется от 2 до 4 К/МПа в зависимости от состава газа, падения давления и начальной температуры газа. Для приближенных расчетов среднее значение коэффициента Джоуля-Томсона можно принять равным 3 К/МПа.

СПРАВКА:


 

Дросселирование  газа (от нем. drosseln — душить) — понижение давления газа или пара при протекании через сужение проходного канала трубопровода — дроссель, либо через пористую перегородку.

Дросселирование является близким к идеальному осуществлением процесса Джоуля-Томсона. Дросселирование можно рассматривать какизоэнтальпийный квазиравновесный процесс и проводить, основываясь на выражении

(ΔTΔP)I=T(VT)PVCP

дифференциального эффекта Джоуля-Томсона, интегрирование следующим образом:

T2T1=P1P2(TP)IdP=P1P2T(VT)PVCPdP — интегральный эффект Джоуля-Томсона.

Процесс дросселирования не квазистатический, равновесны только начальное и конечное, но не промежуточные состояния. Рассмотрение процесса дросселирования как квазистатического возможно только потому, что путь перехода из начального состояния в конечное здесь не важен, и можно заменить его некоторой теоретической квазистатической абстракцией.

При дросселировании происходит адиабатное расширение от давления P1 до давления P2 без совершения работы, то есть дросселирование — существенно необратимый процесс, сопровождающийся увеличением энтропии и объёма при постоянной энтальпии.

Эффект дросселирования применяется в промышленности в расходомерах переменного давления, в которых расход газа или пара измеряется по перепаду давления P1 — P2 перед и после сужения проходного канала (диафрагма или сопло в трубе  Вентури) трубопровода.

Дросселирование применяется в компрессионных холодильниках в качестве средства обеспечения перепада давления для испарения сжиженногохладагента.


 

Эффе́ктом Джо́уля — То́мсона называется изменение температуры газа при адиабатическом дросселировании — медленном протекании газа под действием постоянного перепада давлений сквозь дроссель (пористую перегородку). Данный эффект является одним из методов получения низких температур.

Изменение энергии газа в ходе этого процесса будет равно работе: U2U1=P1V1P2V2 . Следовательно, из определения энтальпии (H=U+PV ) следует, что процесс изоэнтальпиен.

Изменение температуры при малом изменении давления (дифференциальный эффект) в результате процесса Джоуля — Томсона определяется производной μJT=(TP)H, называемой коэффициентом Джоуля — Томсона. С помощью элементарных преобразований можно получить выражение для этого коэффициента:

μJT=(TP)H=1CP[T(VT)PV],

где Cp  — теплоёмкость при постоянном давлении. Для идеального газа μJT=0 , а для реального газа он определяется уравнением состояния.

Если при протекании газа через пористую перегородку температура возрастает (μJT<0 ), то эффект называют отрицательным, и наоборот, если температура убывает (μJT>0 ), то процесс называют положительным. Температуру, при которой μJT  меняет знак, называют температурой инверсии.

  • Процесс Джоуля — Томсона используют для получения низких температур. Для этой цели обычно применяют интегральный процесс, при котором давление изменяется в широких пределах.
  • Измерение μJT  позволяет установить уравнение  состояния газа.

 

Most from this category