節流膨脹(簡稱節流):當氣體(ti) 在管道中流動時,如遇到縮口和調節閥門等局部阻力時,其壓力顯著下降的現象。如果在節流過程中氣體(ti) 與(yu) 環境之間沒有熱量交換,稱為(wei) 絕熱節流。
製冷係統在節流膨脹過程中沒有外功的輸出,因此,氣體(ti) 在絕熱節流時,根據穩定流動能量方程式,可以得出:
h1 = h2,即絕熱節流前後的比焓值保持不變,這是節流過程的一個(ge) 主要特征。
由於(yu) 節流時,氣流內(nei) 部存在摩擦阻力損耗,所以它是一個(ge) 典型的不可逆過程, ,其結果將導致熵的增加,這是節流過程的另一個(ge) 主要特征。
微分節流效應
指節流膨脹過程中實際氣體(ti) 溫度隨微小壓力變化而變化的關(guan) 係,或稱焦耳-湯姆遜效應(Joule-Thomson效應),簡稱焦-湯效應(J-T效應),可用αh表示:
積分節流效應
指節流膨脹過程的全部溫降,可用ΔT表示:
理想氣體(ti) 節流時,△u=0,△h=0,△T=0,這說明理想氣體(ti) 的節流過程前後比焓和溫度均不變。
而實際氣體(ti) 的比焓不僅(jin) 是溫度的函數, 而且也是壓力的函數,節流後的溫度T2可大於(yu) 、等於(yu) 或小於(yu) 節流前的溫度T1。大多數實際氣體(ti) 在室溫下的節流過程中都有冷卻效應,即通過節流元件後溫度降低,這種溫度變化叫做正焦耳-湯姆遜效應。少數氣體(ti) 在室溫下節流後溫度升高,這種溫度變化叫做負焦耳-湯姆遜效應。微分節流效應與(yu) 氣體(ti) 的種類及所處的狀態有關(guan) ,微分節流效應為(wei) 零時壓力與(yu) 溫度的對應關(guan) 係曲線稱為(wei) 轉化曲線。
氣體(ti) 節流膨脹的轉化曲線
轉化曲線把p-T平麵分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 區:製熱區和製冷區。在製熱區內(nei) ,微分節流效應為(wei) 負值,在製冷區內(nei) 為(wei) 正值。對於(yu) 積分節流效應的情況與(yu) 微分節流效應有所區別。,這取決(jue) 於(yu) 節流開始的狀態和節流後的壓力。一般氣體(ti) 的Tmax都高於(yu) 環境溫度,如氮氣 (604K),因此在環境溫度下節流都有可能使之溫度降低。但氦氣 (46K)、氫氣 (204K)和氖氣 (205k),它們(men) 的Tmax遠低於(yu) 環境溫度,因此,在環境溫度下節流是不能讓它們(men) 降溫的。若要使它們(men) 溫度降低必須采用預冷到Tmax之後再節流的辦法或用膨脹機膨脹的辦法或絕熱放氣的辦法。