Температура адиабатного торможения

Рассмотрим 1-й закон термодинамики для потока:

q = h₂ – h₁ + + gDz + l_t

q = 0; Dz = 0; l_t = 0;

h₂ + h = C_pT

Dh = C_p(T – T₀) => h - h₀ = C_p(T – T₀)

C_pT + ; => T +

Если поток полностью заторможен (т.е. V = 0), то температура газа называется температурой торможения.

T +

Т_ад.т.= Т + ; => ; =>

Т_ад.т.= Т + ; т.к. , то

Т_ад.т.= Т + [1+ ];

Для до звуковых потоков, когда M << 1, температура адиабатного торможения совпадает с Т.

Для сверхзвуковых потоков, когда M >>1, необходим перерасчет по приведенной выше формуле.

Лекция №13

Дросселирование газов и паров

Дросселированием называется процесс прохождения потока через местное сопротивление. С явлением дросселирования встречаемся часто на практике (например, прохождении газов и жидкостей через не полностью закрытые краны задвижки шибера, через редукционные вентили в холодильных установках.

Рассмотрим процесс адиабатного дросселирования, когда к потоку не подводится и не отводится теплота.

P_1, u₁, T₁, w₁ P_2, u₂, T₂, w₂

P₁ p₂

Падение давления рабочей среды при дросселировании связан с диссипацией энергии при прохождении потока через местное сопротивление.

Дросселирование представляет собой необратимый процесс расширения рабочего тела без совершения работы.

Рассмотрим первый закон термодинамики для потока для сечения 1 и 2

q = h₂ – h₁ + + gDz + l_t = 0,

l_t = 0, gDz = 0, w₁ = w₂, h₂ - h₁=0, h₂ = h₁, h = const;

Таким образом процесс адиабатного дросселирования потекает без изменения энтальпии рабочего тела. При прохождении рабочего тела через местное сопротивление, давление всегда уменьшается, а температура может повышаться, уменьшаться или оставаться неизменной.

Само явление изменения температуры рабоччего тела при дросселировании называется эффектом Джоуля – Томпсона. Используя основные дифференциальные соотношения термодинамики для процесса h = const.

- характеризует изменение температуры при дросселировании (¶р < 0) и называется дифференциальным дроссель эффектом.

если a_h <0 T­ - нагрев,

a_h >0 T¯- охлаждение,

a_h = 0 T = const.

Изменение температуры рабочего тела при конечном изменении давления называется интегральным дроссель эффектом.

Знак величины a_h зависит от природы рабочего тела и величины параметров состояния. Для одного и того же в-ва величина a_h может иметь любой знак явление изменения знака a_h при изменении параметров состояния называется инверсией, а значения параметров, при которых a_h = 0 называется точкой инверсии.

a_h < 0 => < ;

a_h > 0 < ;

a_h = 0 = - справедлив для идеальных газов.

pu = RT =>

= = , т.е. при дросселировании температура идеального газа не изменяется.

p

Геометрическое место точек инверсии называется кривой инверсии.   Р_кр.и. – критическая точка инверсии.

p_кр.и.

a_h < 0 a_h > 0

a_h = 0

t

Дата добавления: 2014-11-18