Дросселирование пара
приT(¶v/¶T)p–v>0dT<0,
при T(¶v/¶T)p–v<0 dT>0,
при T(¶v/¶T)p–v=0 dT=0,
Случай, когда dT = 0 можно использовать для получения температуры инверсии Tин .
T(¶v/¶T)p –v =0 Þ Tин= v/(¶v/¶T)p (12)
Последнее выражение называется уравнением кривой инверсии. Перенеся значения температур инверсии при различных давлениях в pT-координаты, получим кривую 1 инверсии (рис. 5), в каждой точке которой дроссель-эффект равен нулю и температура газа при дросселировании не изменяется. Точки на поле
|
|
диаграммы внутри кривой соответствуют охлаждению газа, а снаружи кривой-подогреву газа. На этом же рисунке дана экспериментальная кривая 2 инверсии воздуха. Ее расхождение с теоретической кривой объясняется тем, что уравнение Ван-дер-Ваальса лишь приближенно отражает реальную связь параметров состояния воздуха.
В качестве еще одного примера на рис. 6 приведена кривая инверсии азота. Внутри области, ограниченной кривой инверсии, ai
, т.е. газ при дросселировании охлаждается. Вне этой области ai
, т.е. температура газа при дросселировании повышается. Аналогичный характер имеют кривые инверсии и других веществ.
Дифференциальный дроссель-эффект используется для определения температуры газа после дросселирования при малом уменьшении давления. При значительном снижении давления изменение температуры газа определяется интегральным дроссель-эффектом Джоуля-Томсона
(13)
Практически интегрирование этого уравнения может быть выполнено по частям с учетом зависимости (dT/dp)i от давления и температуры.
Процесс дросселирования водяного пара немного отличается от дросселирования реальных газов.
За изменением состояния водяного пара при дросселировании удобно проследить, пользуясь диаграммой s — i (рис. 7).
Поскольку энтальпия пара после дросселирования имеет то же значение, что и до него, проведем на этой диаграмме одну горизонтальную линию 1 — 3 (рис. 7) в области перегретого пара, а другую а — е — в области влажного пара. Начальное состояние пара, отображаемое точкой 1, характеризуется давлением 10 Мн/м2 и температурой 500° С. Из рисунка