Термодинамическая теория истечения газов и паров, процесс дросселирования Кошкин В.К. Михайлова Т.В., страница 6

С помощью уравнения Ван-деР-Ваальса и при известняк кРити- ЧЕСКИХ ПаРаМЕтРаХ РЕаЛЬНОГО Газа ИЛИ ПаРа ( Ол, Л~~, Т ) МОЖНО ПОТ,и- аграмщу состояниЯ вещества. Если в этой лдаграссмэ строить ,сн-гиаг го состояпровест и иэобару реального газа или пара вплоть до жидко о ния тс получим следующий жид диаграммы (рис. 21). р вэд .

П свэ ем анализ процесса дросселировзния реального газа с поющью по этой диаграммн, Пусть при заданном давлении Р осуществляется процесс дРосселирования это этого газа. Тассслотршм два слУчая дросселнрования. ого газа Первый сЛУчай отвечает начальному состоянию Реального перед дросселированием, характеризуеюь(у точкой гл , и в~оной сгсу- О-и-О - б-Г представляе~ собой изобару Р =галлу с г ного состояния данного еа реального газа. Через эту точку,4 аачального с и оп е елим значереального газа проведем касательную к изсбаре и опред ние отрезка Мсг'ь йТ 1 Лс~с (2.15) отрезокЖК отвечает текущему значению температур ыТ вточкеА т.е.

И сг' =Т . ОтрезокМФ южю иредставвть в ниде сумсэл двух отрезков Млс-МО"ОЛС-МОс СН, таК КВК ЩС =С/ (тэщщээ Зла- чение объема), то, следовательно, Тогда (2.19) ма-т(~") -« м04,т(,— „~ -«~ О. (2,17) Рис. 21 Отсюда имеем т-(ма ~)(ат~ . Таким образом, отрвзскма соответствует положительному значению числителя в уравнении (2.9) Кэ предыдущего анализа уже было выяснено, чЮ если чзслнтель вырачеэвя (2.9) положителен, то и температурный дроссель-э~т~ 4ект тоже положителен ( с>а ), а следовательно, лт<0,т.е.

в атом случае имеет мв сто понижение теглератуРы реальното газа ПРИ дросселированаи . )(ля точьж В соответственно получим т /Я~') ВЛт' Отрезок ВМ равен теиущвму значению температуры Т в точке а, т.в. НЛ~' = Т, из рис. 21 следует, что мм'= ам'- ам'. Отрезок аМт равен тещтщему значению обьема «в точке дт Отт ~ 6>. МУ'= К-ОМ', Отсюда получаем, чю ---~ Ж,—.1 от езок ОМ соответствует значению числителя в уравнении (2.9), но с противоположным знаком: ам--')т(Д -«~-а. Из предыдущего внаииза было выяснено, что 'если числитель выра- жения (2.9) отрицателен ~т( — ' -« т(— ~ ) -«1>О, то тт с~а, а аТ>0, т)— т.е, в атом случае имеет место уве личвние темпвратуры Реального га- за при дроссвлироввнии.

вно счормулировать следующее Из приведенного выше анализа мовио с положение. наг н системе (Т,«3 Е чка М лепит левее начала ксорди сли то (2.9) (случай А, рис. 21), то числитель уравнения ~т(ф~ -«1 а в а ы Реального н при дросселировании имеет месю понижение темп р тур газа ( бт О ).

1 же точка М' располагается правее начала ко Рди о наг в синс. 21), то числитель уравнения (2.9) ствмв (Т,« ~ (случаИ т9, рис., то ~Т(~ — -) -«1 'О, а лТ>0, Т=Р ос Р ииДаалмем мз Р шш лм лм Рнс. 22 48 т.е. в этом случае температура реального газа в процессе дросселирования повышается. есле ке точкнМ или М' совпадают с началом координат, то, слеа значат, согласно уравнению (2.9) и ( = О.

В этом случае температура Реального газа при ДроосЕЛИРовании, нак и у идеального газа, не изменяется и соответствует температуре инверсии, а само состояние газа прн зтом отвечает точке инверсии. Из грашика на рис. 21 видно, что для любой изобары реального газа отвечают этому условию две точьы иннерсин С, и Сл : одна в области перегретого паРа - Се , а дРугая в областИ иииноотн — б', . - Так как длн Различных изобаР имеет место свое значение температуры инверсии, то, следовательно, как уке было указано, температура иыверсии зависит от давления и в коорденатах р,1 можно изобразить сплошную кривую инверсии, Инверсыонная кривая длн азота представлена на рис. 22.

В области, лежащей выше инверсионной кривой, температурный эф)ект лТ~О , т.е. дросселирование вызывает нагревзниз газа, а в области, лежащей под инверсионной кривой, температурный эффект отрицателен б 7 .О , т.е. дросселирование газа сопровождается его охлаждением. Оогласно зыиеиаложенноыу, каждому давлевию отнечают две то пи иннерсии, т.е. дзе теыпературы, в которых температурный эффект дросселировання равен нулю.

первая точка, соответствующая меаьшей температуре, называется нижней инверсионыой точкой, а вторая, соответствующая большей температуре - верхней инверсионной точной. Кривая инверсии пересекается с осью температур в двух точках 4 и В (т.е, прямо р =, й =О рис. 22). В точке В пересечения правой ветви кривой инверсии с осью температур объем ~г , а теыпература Т в этой точке для газа, иодчиняющегося уравнению Ван-дер-ВаУе азьса, будет равна Т бУУТ (2.18) ф~ ' Д Левая ветвь иннерсионно к о й кривой пересекается с осью температур в - е -Ваельса, зна- ~1 . Зля газа, цодчаняющегося уравнению Ваы-дер-Ваельса, з точке е температуры инверсии в этой точке буд р ет евно чение те е (2.19) Т„-О,Ы Т~.

Т и Т, полученные для Ван-дер-ВаальсовКонечзо ~ зти величины с и ел ° нным, поскольку ских газов, лишь приближенно отвечают реальным данным, поено е е Ван-дер-Ваальса янляется приближенным. самс уравнение я паров и проанализиЕс мотреть процесс дросселирования Ро ли Расс го по ю,з' -диаграмме, то можно прийти к следующн м выводам. ровать его по х', -диагр е изображено на рис.23. Дросоелнрование паров в г',5 -дзаграмме и Рис.

23 енных паров большой степени Лросселирование нининых насыщенных влажное ти (малых значепз х й ) приводы к увеличению степени оун значительному понижению хости и я таких паров и одновременному з - 2 о. 23). При этом в температуры этого пара (процесс 1 - рис. 49 7- За.2 7 - 26.3 1 1.2 1 - 2.1,3 1- 3.2 3 2- 1.3 7 - 3.1 7-41 Контрольвея карточка 9 7 — Ба.З 7 - Бб.2 2 - 2.3 2 - 3.1,3 Ответ Вопрос 1- 7~3 2 - ьул) 3 -<т.

> 7' 7 — Бв.З 7 - Бг.З 8 - 1а.2 1. При просселироваиии идеальаого газа Т, 8 - 1б.1 1- т, 2- >У,'' 8 - 1в.2 8 1г.З 2. При дросселировении реаль- кого газа или пара е . . 8 - 1д.1 8 2-3 9 - 1.1 3- ~~~А 4 - луг. 1- йа,' 2 - ьа, 3 — за У 4- а. 3. Температуряай зКаят дросселвровазия ( с ) идеального газа . . . 9 - 2.4 9 - 3.4 9 - 4.1 9 - 5.3 9-6.2 4. Температурзвй з$йект дросселировавия ( 4) реального газа и паРа .. ° 1- Аае 2- ьа. ) 3 — ка; 4- а. 5 . Степень сухости прИ дросселировании паров большой степени нлаивости . .

. 1 — ае изменяется; 2 - уменьшается; 3 - увеличивается. Б. Зфйект Дкоуля — Томсона пооявляется при ~дроссем- Рсвзиви 1 — идеального газа; 2 - реального газа: 3 - любого газа. 50 пар подсузивается. Зтот зйб)ект значительного псзивевия температу- ры при дрооселировании влажных паРов используется в современяой холодильной техеике для получезия холода (полоиительппй з44ект Пзоуля - Томсона). То ие самое наблюдается и при дросселироваеии перегретого пара, но в зпачетельпо меньшей степези (процесс 1- 2 , рис. 23). х) ОТВЕПА К КОНТРОЛЬННМ КАРТОЧКАМ 2 - 4 2,3 3 1.1 ° 2 3 - 2.3,4 4 1.4 4-2.1 4 - 3.2,4 5 - 1.2 5 - 2.3 5-3.2 5-4.3 6-1 ° 1 Б -2.3 6-32 Б - 4.2 ") Первак па$Ра соответОтвУет номеру карточки, втораяья и т,д. - номеру правильного ответа. номеру вопроса, трет ОГЛАВПН~Е 3 5 13 17 24 ЗЗ 38 38 42 51 52 Л!ТьВАТЛВА 1. К и р и л л и н В.А., 0 ы л и н А.Е.— ы ч е в В.В., Ш е й н В.В.

~ы, ВЛ. Ерутм, Б.Н. Юдаю. — И.: З.Вукалович ИП.,Новико 3., с н в к с и И.И. — Техни. — .1.: Энергия, 1968. ' мика. 4.Ястриембск и й А.О. - Техническая те . — И.: Госзнергоиздат, 1960. термодина- 5.Литв и н А.И. — Техническая т Гоознергоиздат, 1962.

терьюдинамика. — И.: Предисловие Введение. ° ° ° ° ° ' Г л а в а 1. Термодинамическая теория истечения газов и паров, . . . . 5 1. Уравнение первого закона термопинаьмки в применении к случаю течения и истечения газов и паров . . . $ 2. Определение располагаепой работы потока . . . 6 3. Пстечение из резервуара неограниченной емко сти 6 4. Исследование Люрцуля секундното Расхала Газа при истечении . . . . . . . .

9 5, Истечение вз сукивающвхся сопел . . 5 6. Использонание полного перепада давлений в надкритической области истечения. Пстечение из сопла Лаваля . . . . , . . . . . . Г л а н а П. Лросселированке (вятке) газа и пара .. 5 7. Процесс дросселироваеия . 5 8. Э64ект Лдоулн - Томсона . .. ...

Ответя к контрольным карточкам Лвтература. .. .. . .. Валентин Еонстантинонич кошкин Татъяна Васильевна Ыихайлона ПРМОДПИ~~ИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ, ПРОКЕСС ВРСССЕВИРОВАВИЯ Редактор А.Р, Бакулева Техн. редактор Е.А. Смириова Л- 99413 от 25.03,83 Бум. типогр. В 2.

Формат 60х90 1/16 Печ. л. 3,50 ; уч.-изд. л. 3,50. Тираж 1000 Зак. ХОР/619. Пена 20 коп. Ротапринт ИАИ 125871, Москва, Волоколамское шоссе, 4 .