Дроселювання газів і пари

Дослід показує, що якщо на шляху потоку зустрічається місцевий опір у виг­ляді звуженого перетину, то в процесі руху потоку тиск робочого тіла знижується. Процес, що відбувається при русі потоку через місцевий опір у каналі і супроводжуваний падінням тиску в напрямку течії, називається дроселюванням. Дроселювання протікає без підведення (відводу) теплоти зовні і без здійснення зовнішньої роботи. Цей процес необоротний і супроводжується зростанням ентропії.

Температура реальних газів і пари у процесі дроселювання змінюється в залежності від змі­ни тиску Явище зміни температури робочого тіла в результаті адіабатного дроселювання називають ефектом Джоуля-Томсона. Оскільки при дроселюванні у всіх випадках dp<0, то знак зміна dT залежить від знака а.

Температура, що відповідає станові робочого тіла, при якому вона (температура) у процесі адіабатного дроселювання не змінюється, нази­вається температурою інверсії. При дроселюванні тиск робочого тіла падає, і тому цей процес приво­дить на практиці до непоновлюваних втрат (втрати тиску в процесі наповнення циліндрів двигуна, при впуску пари в ротор турбіни, втрати в газо - і паропроводах і т.д.). У той же час особливості процесу дроселю­вання використовуються в багатьох технічних задачах. Наведемо ряд прикладів. При регулюванні роботи паросилових установок пару дросе­люють. Оскільки при цьому наявний теплоперепад зменшується, то це приводить до зменшення технічної роботи двигуна. Дросельний спосіб регулювання використовують в карбюраторних двигунах внутрішнього згорання. Оскільки при дроселюванні температура робочого тіла зменшується (за умови, що дросель-ефект позитивний), то цей процес знаходить застосування в холодильній техніці.

Основні висновки:

1. Для вивчення процесів пароутворення важливо розділяти поняття: волога насичена пара, суха насичена пара, перегріта пара. Протилежний процес, обумовлений перетворенням пари в рідину, називається процесом конденсації.

2. Процес утворення пари можна поділити на 3 стадії:

• підогрів води до t кипіння.

• випаровування киплячої води та утворення сухої насиченої пари.

• перетворення сухої насиченої парів перегріту.

Для проведення аналізу процесів пароутворення та визначення основних параметрів користуються is-діаграмою. Основними параметрами водяної пари є ентальпія, ентропія, внутрішня енергія та теплота.

3. Суміш сухого повітря і перегрітої водяної пари називається вологим ненасиченим повітрям. Суміш сухого повітря і насиченої водяної пари називається насиченим вологим повітрям. Температура, до якої повинне остудитися вологе ненасичене повітря, щоб перегріта пара, що утримується в ньому, стала насиченим, називається температурою точки роси. При подальшому охолодженні вологого повітря, тобто нижче температури точки роси, з повітря буде випадати волога і зменшуватися парціальний тиск пари.

4. Вологість повітря характеризується кількістю водяної пари, яка міс­титься в ньому. При цьому розрізняють абсолютну та відносну вологість повітря. Відносна вологість визначається за допомогою гігрометрів (з викори­станням волосся) і психрометрів (з використанням сухого та вологого термометрів). Вологовміст - це маса водяної пари, що міститься у вологому повітрі, віднесена до одиниці маси сухого повітря. За температур та тисків, що використовують у сушильних установках, питому теплоємкість повітря можна приблизно вважати рівною одиниці.

5. При усіх швидкостях витікання вище швидкості звуку профіль сопла пови­нен бути таким, що розширюється. Якщо на вході каналу швидкість течії менше швидкості звуку, то, щоб одержати на виході з каналу надзвукову швидкість, необхідно скласти соп­ло з двох частин: що звужується ( конфузорної ) і що розширюється (дифузорної ). У найбільш вузькому перетині каналу швидкість потоку дорівнює критичній швидкості.

6. Процес, що відбувається при русі потоку через місцевий опір у каналі і супроводжуваний падінням тиску в напрямку течії, називається дроселюванням. Дроселювання протікає без підведення (відводу) теплоти зовні і без здійснення зовнішньої роботи. Цей процес необоротний і супроводжується зростанням ентропії.

7. Дросельний спосіб регулювання використовують в карбюраторних двигунах внутрішнього згорання. Оскільки при дроселюванні температура робочого тіла зменшується (за умови, що дросель-ефект позитивний), то цей процес знаходить застосування в холодильній техніці.

Контрольні питання:

1. Поняття «водяна пара».

2. Охарактеризувати процеси пароутворення, користуючись pv-діаграмою.

3. Дати визначення поніттям «волога насичена пара», «суха насичена пара», «перегріта пара».

4. Особливості визначення параметрів пари в залежності від особливостей термодинамічного процесу пароутворення

5. Назвати основні параметри пароутворення

6. Поняття «вологе повітря».

7. Визначити поняття «абсолютна вологість», «відносна вологість», «вологовміст». Особливості математичного розрахунку.

8. Пояснити особливості дроселювання газів та його застосування.

Домашнє завдання:

1. Повторення матеріалу теми за конспектом.

Прочитати:

[1] c. 175-190;[2] c. 121-137;[4] 43-49.

Тема №10

Поиск по сайту: