30.Процесс дросселирования газов и паров.Адиабатное дросселирование.Эфект джоуля-томсана.

В трубопроводах для регулирования параметров и расхода газа или пара часто устанавливают задвижки, клапаны, вентили, приводящие к сужению газового потока.При входе в более узкое отверстие клапана, или как часто называют дросселя, поток пара постепенно уплотняется и приобретает большую скорость. В потоке происходит перераспределение количества энергии. Необратимый процесс неравновесного расширения газа от большего давления к меньшему, происходящий без отдачи работы во вне, называется дросселированием или мятием пара.Процесс дросселирования протекает без теплообмена с окружающей средой, т. е. адиабатно. В узком отверстии дросселя (например, диафрагмы) скорость пара при постепенном сужении потока достигает максимальной величины. При выходе из узкого сечения скорость его вновь уменьшается и достигает почти первоначального значения. Давление пара, определяемое величиной потенциальной энергии, при прохождении через дроссель падает от pi до Р2 благодаря увеличению кинетической энергии. Давление пара за дросселем вследствие последующего уменьшения кинетической энергии будет возрастать, но пар частично затратит свою энергию на преодоление трения и завихрений потока, а выделившаяся при этом теплота компенсирует падение энтальпии пара в узком сечении дросселя; энтальпия пара до и после дросселя не изменится.Приведенные рассуждения подтверждаются преобразованием уравнения энергетического баланса.Конечное состояние пара при дросселировании зависит от его начальных параметров и отношения площади отверстия дросселя к площади сечения трубопровода. Чем меньше отношение этих площадей, тем больше перепад давлений. Пары ведут себя при дросселировании но-разному: влажный пар давлением 4,0— 5,0 МПа при дросселировании может быть превращен в сухой насыщенный или даже перегретый. При дросселировании перегретого пара может произойти снижение его перегрева или переход в насыщенное и вновь перегретое состояние. Все эти превращения легко установить, пользуясь графическим методом расчета с помощью is-диаграммы.Дросселированием пользуются при регулировании мощности в паровых двигателях, для  снижения давления пара в паропроводах в случае использования его движущей силы.На процессе дросселирования основан принцип работы диафрагм как приборов для измерения расхода газа или пара, проходящих через трубопровод.

Эффе́ктом Джо́уля — То́мсона называется изменение температуры газа при адиабатическом дросселировании — медленном протекании газа под действием постоянного перепада давлений сквозь дроссель (пористую перегородку). Данный эффект является одним из методов получения низких температур.

Изменение энергии газа в ходе этого процесса будет равно работе: . Следовательно, из определения энтальпии ( ) следует, что процесс изоэнтальпиен.

Изменение температуры при малом изменении давления (дифференциальный эффект) в результате процесса Джоуля — Томсона определяется производной , называемой коэффициентом Джоуля — Томсона. С помощью элементарных преобразований можно получить выражение для этого коэффициента:

где  — теплоёмкость при постоянном давлении. Для идеального газа , а для реального газа он определяется уравнением состояния.

Если при протекании газа через пористую перегородку температура возрастает ( ), то эффект называют отрицательным, и наоборот, если температура убывает ( ), то процесс называют положительным. Температуру, при которой меняет знак, называют температурой инверсии.

33.процесс поршневого одноступенчетого газового компресора и его анализ.многоступенчатое сжатие

компрессором наз.устроцство предназначенное для сжатия и перемещен.газа.компресоры подраздел.на 2 и большее групп:1)объемные(принцип действия статистическое сжатие)а)поршневые б)ротационные2)лопаточные(принцип действия диномическое сжатие)а)центробежные б)осевые.Как бы компрессоры конструктивно небыли оформлены термодином.основы для всех одинаковы.

Принцип действия одноступенчитого поршневого компрессора анализ работы компрессоров осуществ. С помощью индикат.диаграммы предст.собой зависимость давления газа в полости цилиндра от величины перемещен.объема(или хода поршня)

сжатие газа в компрессоре при закрытых клапанах,2,3-процесс выталкив.газа.3,4-процесс перестройки работы компрессора,нагнет.клапан закрыт,всасыв.открыт,4,1-процесс всасывания

При выборе или конструиров.компресоров необходимо учитывать 2 условия:1)техн.работа компрессора должна быть как можно меньше2)темпер.сжигаемого газа на выходе с компрессора не должна быть слишком высокая во всяком случае заведома ниже темпер.воспламенения паров масел использ.для смазки стенок компрессора.

Целесообразно рассматривать 3 варианта сжатия компрессора:по изотерме,по адиобате,по политропе.

1,2^’-изотерма,1,2^”-политропа,1,2^”’-адиабата,pvⁿ=const,pv¹=const,pv^K=const. Искомой величиной при расчетах компрессоров явл.технич.работа компрессора,т.е L_K точное значение L_K компресора можно вычисл.по формуле(1) методами численного интегрирования индикаторной диаграммы это сложно!!!!!На практике при сжатии газов до 20-30 бар сжимаемые газы принимают за идеальные газы и расчеты упрощаются.основные уравнения:1)уравн.процесса

3)

34. Цикл Ренкина с перегревом пара и его исследование

Изобразим цикл ренкина в h,v, TS, hs-диаграммах 3,4-адиабатное сжатие жидк.воды в насосе бq=0 от давл. Р2 до р1

4,5-изобарный нагрев до кипения,5,6-изопроцесс парообразования,6,1-перегрев пара,1,2-адиабатное расширение.ПП в парвовой турбине ∆q=0, 2,3-изобарный отвод теплоты от рабочего тела(влажного пара) 1234561-обратимый цикл Рен кина техническая работа насоса

работа цикла

3,4-адиабатное сжатие насоса.достоинство-показывает теплоту подведенную и отведенную от процесса. .

достоинство этой диаграммы-теплота и работа изображаються виде вертикальных отрезков

H_1-энтальпия перегретого пара на выходе из параперегревателя и на входе в паровую турбину

H₁=f₁(P₁,t₁), p_1,t₁-начальные параметры пара силовой установки,h₁-энтальпия влажного пара с паровой турбины и на входе в конденсатор

H₂=f₂(P₂,x₂) p₂-конечный параметр пара силовой установки,h₃-энтальпия кипящей жидкостина входе в насос,h₃=h₃^’=h₂^’=f₃(p₂),h₄-энтальпия жидкой воды на выходе из насоса и на входе в паровой котел,h₄=f₄(p₁t₄)

Зависимость КПД цикла Ренкина от нач. и конеч. Параметров