工程热力学绝热节流

1、一、绝热节流一、绝热节流(adiabatic throttling)q定义：气体在管道中流过突然缩小的截面，定义：气体在管道中流过突然缩小的截面， 而而又未及与外界进行热量交换的过程又未及与外界进行热量交换的过程q特点：绝热节流过程特点：绝热节流过程前后前后的焓相等，但的焓相等，但整整个个过程绝不是等焓过程。过程绝不是等焓过程。 流体在通过缩孔时流体在通过缩孔时动能动能增加增加，压力压力下降下降并并产生强烈产生强烈扰动和摩擦扰动和摩擦。扰动和摩擦的。扰动和摩擦的不可逆不可逆性性，导致导致整个过程的不可逆性。整个过程的不可逆性。在缩孔附近，流速 ，焓q不可逆性：不可逆性：(1) 对理想气体对理想

2、气体12111chp222chpchp温度温度不变不变压力压力下降下降比容比容增加增加熵熵增加增加焓焓不变不变注注:理想气体的理想气体的焓焓是是温度温度的的单值函数单值函数节流前后节流前后焓焓不变不变,温度温度不一定不变不一定不变绝热节流温度效应绝热节流温度效应温度效应只与温度效应只与气体的性质气体的性质有关有关,与其与其状态状态无关无关热热效应效应零零效应效应冷冷效应效应温度温度降低降低温度温度不变不变温度温度升高升高(3)(3)焦耳焦耳- -汤姆逊系数汤姆逊系数（Joule-Thomson coefficientJoule-Thomson coefficient）据据dddppvhcTTv

3、pT令令d0pJphvTvTThpc焦耳焦耳-汤姆逊系数（也称节流微分效应）汤姆逊系数（也称节流微分效应）d0dpvpTTvT节流取决于pphjcvTvTpT)()(vTvTp)(焓的热力学焓的热力学微分方程式微分方程式绝热节流过程绝热节流过程中焓变为零中焓变为零0=0产生产生热热效应效应产生产生冷冷效应效应产生产生零零效应效应如理想气体如理想气体21ddd0pppvTvvvTvpvTTTTTT转回温度转回温度(inversion temperature) 节流后温度不变的状态的温度节流后温度不变的状态的温度把气体的状态方程代入把气体的状态方程代入J表达表达式即可求得不同压力下的转回式即可求得

4、不同压力下的转回温度曲线，转回曲线温度曲线，转回曲线(inversion curve)。例如例如 理想气体转回温度为一直线；理想气体转回温度为一直线； 实际气体，如用范氏方程实际气体，如用范氏方程g2apvbR Tv代入代入J可得可得g21iabTR bv或或gg213122iiR TbR Tbapbaa若令若令p=0，得，得 ,max,mingg229iiaaTTR bR b节流的积分效应节流的积分效应 节流时状态在致冷区则节流时状态在致冷区则T下降，下降， 节流时状态在致温区则节流时状态在致温区则T上升或下降取决于上升或下降取决于p的大小的大小 当气体温度当气体温度TTi,max或或TT12N,max,min0630K100K40MPaiiTTp常温常压下节流常温常压下节流T下降下降水蒸气节流过程水蒸气节流过程1）节流后温度稍有下降）节流后温度稍有下降11hh 2）但少作功但少作功 222121hhhhhh作功能力损失作功能力损失22 hhI？0 g011IT sTss四、节流现象的工程应用四、节流现象的工程应用气体液化气体液化发动机功率调节发动机功率