Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Дросселирование водяного пара.




Изотермическим дросселированием называется пре­дельно необратимый переход тела от большего давления р1 к меньшему р2; при этом температура тела поддерживается постоянной за счет под­вода тепла извне.Примером изотермического дросселирования является протекание газа или жидкости через представляющую большое сопротивление пе­регородку с малым проходным сечением (дроссельную пробку) при постоянной температуре. В этом процессе вся располагаемая работа за­трачивается на преодоление сил трения, т. е. l' = 0, и поэтому: q = h2 – h1.

Из этого следует, что при изотермическом дросселировании энтальпия тела изменяется на величину подведенного тепла.

Работа изменения объема: ,т.е. при изотермическом дросселировании работа изменения объема равна работе проталкивания.

Изменение энтропии при изотермическом дросселировании:

.

Если состояние тела при изотермическом дросселировании изменяется равновесным образом (что вследствие малой скорости изменения размеров состояния, т. е. медленности процесса, может считаться хорошим приближением) и, следовательно, процесс дросселирования можно рассматривать как внешне необратимый процесс, то изменение энтропии тела будет равно: .

Но при дросселировании вся располагаемая работа, которая могла бы быть произведена над внешним объектом работы, затрачивается на преодоление сил трения, т. е. . Поэтому: .

Адиабатическим дросселированием называется необратимый переход тела от давления р1 к давлению р2, меньшему р1, без сообщения или отнятия от тела тепла и без совершения полезной внешней работы.

Так как q = 0 и l' = 0, то h2 = h1, т.е. при адиабатическом дросселировании энтальпия тела не меняется. На практике дросселирование встречается при перетекании газов и жидкостей через клапан с малым проходным сечением (дроссельный клапан), через неполностью открытый вентиль, через представляющую собой большое сопротивление пористую перегородку (дроссельную пробку) и т. п.

Предположим, например, что газ (или жидкость) медленно пере­текает через пористую перегородку с малыми отверстиями, причем давления с обеих сторон перегородки поддерживаются неизменными при помощи перемещающихся поршней (рис. 1.).

Если размеры отверстий малы, то течение газа через них из-за большой величины развивающихся сил трения не будет сопровождаться, несмотря на наличие перепада давлений, сколько-нибудь заметным увеличением скорости газа и последняя на выходе из перегородки будет иметь практически то же значение, что и до перегородки, т. е. w1 ≈ w2.

Для теплоизолированного течения справедливо уравнение: ,

т.к. w1 ≈ w2, то h2 = h1.

Отношение бесконечно малого изменения температуры к бесконечно малому изменению давления при дроссельном дифференциальным температурным эффектом дросселирования (αh): .

Если давление при дросселировании понижается незначительно, то изменение температуры составит: .

При значительном изменении давления: .

Дифференциальный температурный коэф-т дросселирования определяется:

.

Процесс адиабатического дросселирования условно изображается на T-s диаграмме пунктирной линией, совпадающей в начальной и конечной точках с изоэнтальпой h = h1 (рис. 2.). Потеря полезной внешней работы при дросселировании составляет h2-h2’ или, т.к. h1 = h2, то потеря полезной внешней работы ∆l' = h1 - h2’, равняется всей располагаемой работе. На рис. 2. потеря полезной внешней работы изображается площадью 2’2ba; потеря работоспособности равна ∆l0' = T’(s2 – s1) и изображается заштрихованной площадью a’b’ba.

За изменением состояния водяного пара при дросселировании удоб­но проследить, пользуясь h- s диаграммой (рис. 3.).

Поскольку энтальпия пара после дросселирования имеет то же зна­чение, что и до него, проведем на этой диаграмме одну горизонтальную линию 1-3 (рис. 3.) в области перегретого пара, а другую а-е – в области влажного пара. Начальное состояние пара, отображается точ­кой 1. Из рисунка видно, что по мере уменьшения давления при дросселировании температура пара падает, в то время как степень перегрева его растет, т. е. ∆t1 < ∆t2 < ∆t3.

Однако при дросселировании пара высокого давления и небольшого перегрева перегрев его, как следует из рис., может уменьшиться и пар может даже сделаться влажным.

Из рассмотрения линии а-d следует, что после дросселирования влажного пара высокого начального давления до давлений, определяе­мых изобарами, лежащими слева от точки b, пар увлажняется. Начиная от точки с после дросселирования пар подсушивается; в точке d достигается состояние сухого насыщенного пара; в результате дросселирования от состояния, отображаемого точкой d, пар перегревается (точка е лежит в области перегретого пара). Таким образом, в результате дросселирования в дан­ном случае изменяются параметры пара и, следовательно, его состояние.Проводя из точек а, b и с изобары до их пересечения с верхней по­граничной кривой соответственно в точках а1, b1 и с1, можно убедиться что чем больше понижается давление пара в результате его дросселиро­вания, тем больше падает его конечная температура. Наконец, заметим, что дросселирование пара приводит к потере его работоспособности.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 404; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты