Материал: 9 Истечение. Дросселирование

Дросселирование. Эффект Джоуля-Томсона

Эффект падения давления потока рабочего тела в процессе преодоления им (потоком) местного сопротивления называется дросселированием.

Причинами возникновения местных сопротивлений при движении потока рабочего тела по каналам могут быть запорные, регулирующие и измерительные устройства; повороты, сужение, загрязнение каналов и т.д.

Рассмотрим процесс дросселирования, протекающий без внешней работы ( W1,2* = 0), в котором отсутствует теплообмен рабочего тела с внешней средой ( Q1,2* = 0).

Падение давления за местным сопротивлением обусловлено диссипацией (потерей) энергии потока, расходуемой на преодоление этого сопротивления, то есть на работу необратимых потерь ( W1,2** ).

С учетом перечисленных условий рассматриваемого процесса дросселирования, уравнение первого начала термодинамики для потока по балансу рабочего тела

dQ* + dQ** = dH + dW * + dW **

примет вид

H2 - H1 = 0 или H = idem

Это значит, что рассматриваемый процесс дросселирования

является процессом изоэнтальпийным: энтальпия рабочего

.

тела до дросселя численно равна энтальпии рабочего тела после дросселя. При течении внутри дросселя энтальпия газа или пара меняется.

Если рассматривать в качестве местного сопротивления

сужение канала, в суженном сечении поток ускоряется, кинетическая энергия увеличивается и энтальпия рабочего тела уменьшается (процесс 1 - 2'). После дросселя сечение потока вновь возрастает, поток тормозится, кинетическая энергия уменьшается, а энтальпия увеличивается до прежнего значения (процесс 2' - 2).