Gaze Drosselivanie și vapori
Când calea fluxului de gaz sau de vapori are loc secțiune transversală canal îngustare bruscă (de exemplu, deschide complet robinetul sau supapă, sau dacă există o partiție cu o gaură mică, ceea ce creează o rezistență la curgere care, în acest moment crește debitul brusc, iar presiunea - este redusă.
Deoarece presiunea gazului este redusă, cresc în volum specific.
Pentru secțiunile îngustează scade, iar debitul este readus la valoarea inițială, iar presiunea nu este complet restaurat. Un astfel de proces ireversibil reducerea substanței care rezultă din trecerea ei prin rezistența locală, fără efectuarea lucrărilor externe (fără schimb de energie cu mediul în formă mecanică) presiune flux este numit ștrangulare.
Procesul de reducere a presiunii în fluidul de lucru prin trecerea printr-o gâtuire locală în conductă sau myatiem numită ștrangulare.
Procesul de ștrangulare are loc în motoarele cu ardere internă cu piston în gât supapelor de admisie și evacuare în timpul aerului de admisie în cilindru (amestec combustibil) sau în eșapament.
Figura 1.7.9 Modificarea procesului, ca urmare a strangulării
Fig. 1.7.9 ilustrează cazul în care fluxul trece printr-o deschidere îngustă într-o diafragmă montată în conductă.
Mai mult decât atât, în cazul în care diafragma la presiunea fluxului de gaz este p1 (secțiunea I), după diafragmă (secțiunea II) a fost egal cu p2 (p2 <р1 ). Эти давления должны измеряться на некотором расстоянии от диафрагмы, где они имеют одинаковые значения по всему поперечному сечению трубопровода (хотя между сечениями I и II существует разность давлений).
Dacă ignorăm diferența dintre viteza fluidului de lucru în conducta înainte și după deschiderea ștrangulare) și să ia S1S2, atunci vom constata că creșterea în energia cinetică a gazului (vapori) în timpul schimbării sale echivalente în entalpie.
(Așa cum se poate observa din graficul din ris.1.7.9).
Luați în considerare legile de bază ale procesului de ștrangulare. Pentru aceasta poate fi remarcat două caracteristici:
• drosselirovanie- proces care are loc atât de repede încât schimbul de căldură (schimb de energie sub formă de căldură) între corpul de lucru și a mediului este neglijabil, iar calculele pot fi ignorate;
• Procesul de ștrangulare are loc fără efectuarea lucrărilor externe (într-o formă de transfer de energie mecanică între gaz și mediu nu se produce).
Ecuația primei legi a termodinamicii pentru fluxuri de staționare (nu variază în timp) cu gaz:
în conformitate cu procesul de gâtuirea două caracteristici în acest q expresie = 0 și L0 = 0, deci (h2-h1) = 0. ceea ce implică egalitatea
h2 = h1, adică prin strangularea schimbarea de entalpie a fluidului de lucru.
Această stare se aplică numai procesul de ștrangulare.
Egalitatea de entalpie pentru a determina starea fluidului de lucru după gâtuirea.
Deoarece entalpia ștrangulare gazului ideal nu este modificat (h 2 = hi), procesul de s - h - diagrama este reprezentată printr-o linie orizontală paralelă cu axa s).
După gâtuirea (secțiunea II ;. Fig 1.7.9) Gazul este returnat la starea inițială (secțiunea I), deoarece presiunea nu este restabilită (p2
VM1), entropia crește (s 2> s 1).
Cu toate acestea, atunci când gazul curge printr-o bobină de șoc se schimbă continuu starea acestuia. Când curge gaz prin orificiul (orificiu) este coborârea entalpia (linia 1-2 din Fig. 1.7.10) și creșterea energiei cinetice. Throttle datorită unei creșteri semnificative a secțiunii transversale de curgere are loc de frânare, energia cinetică este redusă, iar entalpie crește la valoarea inițială (linia 2-2' în fig. 1.7.10).
La frânare, porțiunea de accelerație curgere a energiei cinetice datorită frecării, impactului și turbulența este transformată în căldură, care este absorbită de gaz, prin entropia gazului crește.
Procedeul descris este prezentat schematic în Fig. 1.7.10.
Fig. 1.7.10 pereche imagine proces de schimbare condiționată de stat în throttling
Deoarece entalpia sale ștrangulare aburul nu variază, coordonatele h, s, acest proces a reprezentat în mod convențional printr-o linie orizontală. Pentru a determina starea de vapori după clapeta de accelerație prin punctul 1, care caracterizează starea perechii, înainte de accelerație se efectuează linie orizontală până la intersecția cu izobata capăt la punctul 2 „(a se vedea. Fig. 1.7.10). În acest moment, toate opțiunile sunt după accelerație.
Anterior, am stabilit că gazul poate fi considerat ideal doar atunci când particulele elementare (atomi sau molecule) sunt la o distanță suficient de mare și forțele de interacțiune intermoleculară poate fi neglijată. În realitate, nu este întotdeauna posibil să se neglijeze aceste forțe. Datorită acestor forțe ale comportamentului real al gazului diferă de ideal.
Dacă gazul real comprima puternic și rece, datorită forțelor de interacțiune intermoleculară poate fi convertit într-o stare lichidă.
Strangularea unui gaz real sau de vapori este în mod tipic ireversibil.
Acum ne întoarcem la faptul că, după gazul real, gâtuirea presiunea este redusă.
Este mai mic gazul este comprimat, cu atât mai mare volumul său. Prin urmare, după un volum conic dispozitiv specific de gaz decât înainte. Aceasta înseamnă că molecula de gaz după dispozitive conice va fi la o distanță mai mare decât înainte.
Astfel, procesul de ștrangulare adiabatic este însoțită de o creștere a entropiei și, astfel, procesul este ireversibil; scăderea presiunii gazului, fără a schimba viteza și, astfel, procesul se desfășoară fără a efectua munca externe.
temperatura poate crește, descrește și rămân neschimbate în timpul gâtuirea gazelor reale și vapori. fundamentarea științifică a unui fenomen gâtuirea U.Tompson (Lord Kelvin) și George. Joel, având ca rezultat fenomenul este numele Joule-Thompson
Scăderea temperaturii gazelor reale sub ștrangulare adiabatică numit efect pozitiv Joule-și creștere - efect negativ.
Efect ștrangulare adiabatic de gaze reale (vapori) depind de proprietățile lor fizice și temperatura inițială înainte de a pedalei de accelerație.
Dacă rezultatul ștrangulați inițiale temperatura T1 a gazului nu este schimbat, atunci această temperatură se numește inversiune de temperatură este notată cu TINV și.
Pentru un gaz real, ascultarea ecuației Van der Waals, sa constatat că temperatura de inversie mai mare decât temperatura lor critică la 6,75 ori:
Când aburul este strangulat orice condiție scădere de temperatură și presiune, volumul specific și creșterea entropiei ca 4300K abur temperatură de inversare.
proces gâtuirea este utilizat pe scară largă în domeniu pentru reducerea presiunii și temperaturii în frigidere, controlul funcționării diverselor mașini și compresoare, pentru reglarea puterii turbinei cu abur, măsurarea debitului de fluide care curge prin conducte pentru gaze de răcire la lichefiere și alte procese.
Efectele nocive ale gâtuirea procesului ca ireversibil includ o reducere de mașini pentru lucrări disponibile sau în conductivitate termică scade capacitatea de răcire în mașinile de refrigerare.