Реферат: Дросселирование пара

<div v:shape="_x0000_s1039">

Министерство образования Российской Федерации

Орский Гуманитарно-технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

“Оренбургский государственный университет”.

Механико-технологический факультет

Кафедра “Энергообеспечение”.

РЕФЕРАТ

по дисциплине: Теоретические основы теплотехники

на тему: “Дросселирование пара”

ОГТИ 101600

                                                                Руководитель:    

____________________ Капустин С.М.

“_______”    _________________2005 г.

                                                                       

                                                                 Исполнитель:

                                                                         студент  2-го   курса    группы    ЭО-21

_____________________ Бушуев А.Н.

“_______”   _______________ <st1:metricconverter ProductID=«2005 г» w:st=«on»>2005 г</st1:metricconverter>.

г. Орск <st1:metricconverter ProductID=«2005 г» w:st=«on»>2005 г</st1:metricconverter>.

 


Ответ на теоретический вопрос “Как изменяются параметрывлажного пара при дросселировании?”

Как изменяются параметры влажного пара придросселировании?

Если в трубопроводе напути движения газа или пара встреча­етсяместное сужение проходного сечения, то вследствие сопротивле­ний, возникающих при таком сужении, давление р2за местом сужения всегда меньшедавления р1 перед ним (рис 2). Это явление, при котором пар или газ переходит с высокого давления нанизкое без совершения внешней работы ибез подвода или отвода теплоты, назы­ваетсяадиабатным дросселированием,или м я т и е м(также редуцированием, или торможением).

Любойкран, вентиль, задвижка, клапан и прочие местные сопро­тивления, уменьшающиепроходное сечение трубопровода, вызывают дросселированиегаза или пара и, следовательно, падение давления. Иногда дросселирование специально вводится в цикл работытой или иной машины: например, путемдросселирования пара перед входом в паровыетурбины регулируют их мощность. Аналогичный процесс осуществляется и в карбюраторных двигателях внутреннегосгорания, где мощность регулируетсяизменением положения дроссельной заслонкикарбюратора.

Дросселирование газови паров используют для понижения их давленияв специальных редукционных клапанах, широко применяе­мых в системах тепло — и парогазоснабжения различныхпредприятий, а также и в холодильнойтехнике для получения низких температур и сжижения газов путем их многократногодросселирования .

Физическоепредставление о падении давления за местным сопро­тивлением,обусловлено диссипацией (рассеянием) энергии потока, рас­ходуемой на преодоление этого местногосопротивления.

Придросселировании потеря давления р1 — р2 тембольше, чем меньше относительная площадьсужения.

Рассмотримподробнее  адиабатное дросселирование.Адиабатным дросселированием (или мятием) называют необратимый переход рабочеготела от высокого давления p1  к низкому давлениюp2  без теплообмена. Приподходе к диафрагме (рис.1 и рис.2) поток, сужаясь, разгоняется, давление внутри его уменьшается, а на стенки трубопроводаи диафрагмы вслед­ствие торможениягаза в застойной зоне оно несколько повышается. После прохождения отверстия  поток,  расширяясь  до стенок трубопро­вода, тормозится,  давление

<div v:shape="_x0000_s1032">

Рис 2. Дросселирование газа диафрагмой и характер изменения давления в процессе

<div v:shape="_x0000_s1029">

Рис 1. Измерительная диафрагма.

          <img src="/cache/referats/23264/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">             <img src="/cache/referats/23264/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

газа при этом возрастает. Однако давление p2 в сечении IIпосле диафрагмы оказывается меньше давления p1в сечении Iперед диафрагмой.Снижениедавления является следствиемпотерь на трение и вихреобразование, вызванное разностью давленийу стенок диафрагмы и в потоке. Вследствие этихпотерь процесс дросселированияявляется необратимым процессом  и протекает  с увеличением энтропии.Поток, однако, после прохождения диафрагмы, стабилизируется и газ течет,заполняя все сечение трубы. Процесс дросселирования не сопровождаетсясовершением газом полезной работы, т.е. для такого процесса lтех=0.

Величина снижениядавления зависит от природы газа, параметров его состояния, скорости движения истепени сужения трубопровода.

После дросселированияудельный объем и скорость газа возрастают          (v2 > v1и w2> w1), а температура газав зависимости от его природы и параметров состояния переддросселированием может как увеличиваться,так и уменьшаться, или оставаться неизменной.

Для адиабатного процессадросселирования справедливо уравнение

                                              <img src="/cache/referats/23264/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">                                  (1)

При неизменном диаметре трубы (А=const) и стационарном процессе, в котором через любое сечение массовыйрасход газа G=const, в соответствии с уравнением неразрывности   w/v= G/A= const.

Отсюда следует, что скоростьгаза возрастает пропорционально увеличению объема. Однако при таком изменениискорости измене­ние кинетической энергиигаза в сравнении с величиной его энталь­пии оказывается ничтожно малым.

Таким образом, изменением кинетической энергии газапри дросселировании можно пренебречь, тогда

                                       i1=i2,   или   u1 + p1v1= u2+ p2v2 .                (2)

Данное уравнение является уравнением процессадросселирования. Оно позволяет с помощью is — диаграммыпо состоянию рабочего тела до дросселирования находить его состояние последросселирования так, как показано на рис.3.

<div v:shape="_x0000_s1033">

Рис 3. is — диаграмма дросселирования

<img src="/cache/referats/23264/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

Изменениеэнтропии газа (пара) в результате осуществления этого обратимого процесса(равное изменению энтропии при дросселировании газа от состояния 1 до состояния2) определяется следующим соотношением:

                                <img src="/cache/referats/23264/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">                             (3) 

                               <img src="/cache/referats/23264/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">                                   (4)

Из этого уравнения следует, что всегда <img src="/cache/referats/23264/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

Изменениетемпературы после дросселирования газа и пара, открытое Джоулем (1818—1889) и Томсоном (1824—1907) в 1852г., называется дроссель-эффектом Джоуля—Томсона.Опытами было установлено, что врезультате дросселирования изменяется температура рабочего тела. Изменение температуры придросселировании связано с тем, что в каждом реальном газе действуют силы притяжения иотталкивания междумолекулами. При дросселировании происходит расширение газа, сопровождающееся увеличением расстояния между ними. Все этоприводит к уменьшению внутренней энергии рабочего тела, связанному с затратойработы, что, в свою очередь, приводит кизменению температуры.

Температура идеальногогаза в результате дросселирования не изменяет­ся, и эффект Джоуля-Томсона вданном случае равен нулю. Таким образом, изменение температуры реального газапри дросселировании определяется величиной отклонения свойств реального газа отидеального, что связано с действиеммежмолекулярных сил.

Предположим, что р1v1= p2v2   и,  следовательно,  u2=u1.  Так как v2 > v1, то при дросселировании внутренняя потенциальная энергиягаза возрастает,а внутренняя кинетическая энергия при этом уменьшается. Следовательно, при принятых условиях температура газа пос­ле дросселирования будет уменьшаться.

Обычно при  дросселировании реального газа  p1v1 – p2v2>0  и u2 – u1>0, работа   проталкиваниягаза приводит к росту внутреннейэнергии.

В условиях, когда работа проталкивания оказывается больше прироста внутренней потенциальной энергии <span Lucida Console";color:black;letter-spacing:-.15pt">∆

uпот, ее избыток идет наувеличение и внутренней кинетической энергии ∆uкин, темпера­тура газа растет (dT>0). Когда работа проталкивания меньше∆uпот, то ∆uкинуменьшается, температура газа понижается (dT<0). При равенстве работыпроталкивания и изменения внутренней потенциаль­ной энергии температура газаостается неизменной (dT=0).

Различаютдифференциальный и интегральный температурные дроссель-эффекты. Придифференциальном эффекте Джоуля-Томсона температура изменяется на бесконечно малую величину, а при интегральном- на конеч­ную величину. Если давление газа уменьшается на бесконечно малуювели­чину dp, топроисходит бесконечно малое изменение температуры, т.е.  dTi=<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black; mso-font-width:88%;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">a

idpi или

                                                <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">a

i=(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶T/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶p)i  .                                 (5)

Величина <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black; letter-spacing:.15pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">a

i, называется дифференциальным температурным эффектом Джоуля-Томсона.  Значение <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.15pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">ai, можно определить из уравнения

                                       di= cpdT-<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;letter-spacing:.1pt; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">[

T(<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;letter-spacing:.1pt; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black; letter-spacing:.1pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¶T)p-v<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.1pt;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">]dp.                 (6)

Учитывая,что при дросселировании нет изменения энтальпии (di= 0), получим

                                             СpdT= <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">[

T(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p-v<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">]dp.                    (7)Отсюда                          

                                         <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a

i=(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶T/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶p)i= <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">[T(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p — v<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">]/cp.                 (8)

Полагая,что реальный газ является Ван-дер-Ваальсовским газом, из уравнения (p+ a/v2)(v — b)=RT  получим

                                  T = (pv + a/v-ab/v2  -pb)/R.              (9)

После преобразований получаем:

                                          <img src="/cache/referats/23264/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032">                  (10)

Таким образом, поуравнениям (9) и (10) можно определить значения<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;letter-spacing:-.45pt;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">a

iпри заданном давлении р1. Для этого, задаваясь различ­ными значениями удельного объема v, по (9) вычисляют соответ­ствующие им температуры, затем, подставляя vи Т  в (10) значение дифференциального дроссель-эффекта (dT/dp)h.

В качестве примера на рис.4приведены зависимости дифференциального эффектадросселирования воздуха от температуры T1при различных давлениях р1 построенные всоответствии с результами вычислений поуравнениям (9) и (10) при критических параметрахвоздуха Tкр =132,46 K, pкр =3,7 Мпа; теплоемкостиcp=1015Дж/(кг·К); газовой постоянной R=287 Дж/(кг·К) ичисленных значениях коэффициентов а=164,78 Н·м4/кг2, b=1,28<span Courier New";color:black;letter-spacing: -.35pt">·

10-3 м3/кг

Дроссельный эффектможет быть положительным, отрицательным или равным нулю. Положительныйдроссель-эффект имеет место в случае, когда при дросселировании температура газа понижается. Отрицательный – когда повышается.  В   случае     неизменности   температуры  при      дросселировании

<div v:shape="_x0000_s1034">

Рис 4. Дифференциальный дроссель эффект  в зависимости от температуры

перед дросселированием при различных начальных давлениях.

<img src="/cache/referats/23264/image018.jpg" v:shapes="_x0000_i1033">

наблюдается нулевой эффектДжоуля-Томсона. Состояние реального газа при дросселировании, когда дроссельныйэффект равен нулю, называется точкой инверсии. В этой точке происходит смена знакатемпературного эффекта. Еслитемпература газа перед дросселированием меньше температуры инверсии, то газ при дросселировании охлаждается, если больше — то нагревается.   

Для нахождения условий, при которых происходит изменениетемпературы газа  или она  остается   неизменной, необходимо  проанализировать  уравне­ние

                                               dT= <span Palatino Linotype";mso-hansi-font-family:«Palatino Linotype»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">{

<span Palatino Linotype";mso-hansi-font-family:«Palatino Linotype»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">[<span Palatino Linotype",«serif»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width: 90%;mso-ansi-language:EN-US">T(<span Palatino Linotype";mso-hansi-font-family:«Palatino Linotype»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶<span Palatino Linotype",«serif»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width: 90%;mso-ansi-language:EN-US">v/<span Palatino Linotype";mso-hansi-font-family:«Palatino Linotype»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶<span Palatino Linotype",«serif»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width: 90%;mso-ansi-language:EN-US">T)<span Palatino Linotype",«serif»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US">p<span Palatino Linotype",«serif»;color:black; letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US">  — v<span Palatino Linotype";mso-hansi-font-family:«Palatino Linotype»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">]<span Palatino Linotype",«serif»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width: 90%;mso-ansi-language:EN-US">/c<span Palatino Linotype",«serif»; color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US">p<span Palatino Linotype";mso-hansi-font-family: «Palatino Linotype»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">}<span Palatino Linotype",«serif»;color:black;letter-spacing:-.15pt; mso-font-width:90%;mso-ansi-language:EN-US">dp                         (11)

    При дросселировании dp< 0, так как давление газа всегдауменьшается. Теплоемкость ср — величина положительная. Отсюдаследует, что знак dTзависит от знака выражения T(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶

v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p–vи всегда ему противоположен.  Тогда

приT(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶

v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p–v>0   dT<0,

при T(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶

v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p–v<0   dT>0,

при T(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶

v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;letter-spacing:.05pt;mso-font-width:88%;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p–v=0   dT=0,

 Случай, когда dT= 0 можно использовать для получениятемпературы инверсии Tин .

                                       T(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶

v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p–v =0   <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Þ   Tин= v/(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶v/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;color:black;letter-spacing:-.15pt;mso-font-width:90%; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¶T)p                      (12)

Последнее выражениеназывается уравнением кривой инверсии. Перенеся значения температуринверсии  при различных давлениях в pT-координаты, получим кривую 1инверсии (рис. 5), в каждой точке которой дроссель-эффект равен нулю итемпература газа при дросселировании не изменяется. Точки на поле

<div v:shape="_x0000_s1038">

Рис 6. Инверсионная кривая азота

в PT-координатах.

<div v:shape="_x0000_s1037">

Рис 5. Инверсионная кривая воздуха:

1-расчетная;

2-экспериментальная.

 <img src="/cache/referats/23264/image020.jpg" v:shapes="_x0000_i1034">                               <img src="/cache/referats/23264/image022.jpg" v:shapes="_x0000_i1035">

                                                                                

диаграммы внутри кривой соответствуют охлаждению газа, а снаружикривой-подогреву газа.  На этом жерисунке дана экспериментальная кривая 2 инверсиивоздуха. Ее расхождение с теоретической кривой объясняетсятем, что уравнение Ван-дер-Ваальса лишь приближенно отражает реальную связьпараметров состояния воздуха.

В качестве еще одного примера на рис. 6 приведена кривая инверсии азота.Внутри области, ограниченной кривой инверсии, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a

i<img src="/cache/referats/23264/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1036"><img src="/cache/referats/23264/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1037">, т.е. газ при дросселировании охлаждается. Вне этойобласти <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">ai<img src="/cache/referats/23264/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1038"><img src="/cache/referats/23264/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1039">, т.е. температура газа при дросселированииповышается. Аналогичный характер имеют кривые инверсии и других веществ.

Дифференциальный дроссель-эффект используется для определения температурыгаза после дросселирования при малом уменьшении давления. При значительномснижении давления изменение температуры газа определяется интегральнымдроссель-эффектом Джоуля-Томсона

                                            <img src="/cache/referats/23264/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1040">                         (13)

Практически интегрирование этого уравнения может быть выполнено по частямс учетом зависимости (dT/dp)i от давления и температуры.

Процесс дросселирования водяного пара немного отличается отдросселирования реальных газов.

За изменением состояния водяного пара придросселировании удоб­но проследить,пользуясь диаграммой  s— i(рис.7).

Поскольку энтальпияпара после дросселирования имеет то же зна­чение, что и до него,проведем на этой диаграмме одну горизонтальную линию 1 — 3 (рис. 7) в области перегретого пара, а другую а— е — в области влажногопара. Начальное состояние пара, отображаемое точ­кой 1, характеризуется давлением 10 Мн/м2 итемпературой 500° С. Из рисунка

                         

<img src="/cache/referats/23264/image032.jpg" v:shapes="_x0000_i1041">

<div v:shape="_x0000_s1035">

Рис 7. Процесс дросселирования пара на

si-диаграмме


видно, что по мереуменьшения давления при дросселировании температурапара падает, в то время как степень перегрева его растет, что видно из следующих цифр:

                              <img src="/cache/referats/23264/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1042">град

 <img src="/cache/referats/23264/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1043">град

<img src="/cache/referats/23264/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1044">

т. е. <img src="/cache/referats/23264/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1045"><img src="/cache/referats/23264/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1046">tопределены по диаграмме s— iипо таблицам пара). Однако при дросселированиипара высокого давления и небольшогоперегрева (например, p=15 Мн/м2 и t=350° С) перегрев его,как следует из рис. 7, может уменьшиться и пар может даже сделаться влажным.

Из рассмотрениялинии а — dследует, что после дросселирования влажного пара высокого начального давления до давлений,определяе­мых изобарами, лежащимислева от точки b, пар увлажняется (в точ­ке а влажность пара 1 — х=1 — 0,96=0,04,  в точке bона равна 1 — 0,94= =0,06 и в точке с она равна 1 — 0,96=0,04). Начиная от точки с последросселирования пар подсушивается; в точке dдостигается           состояниесухого  насыщенного  пара; в  результате    дросселирования    от  

состояния, отображаемоготочкой d, пар перегревается (точка е лежит в области перегретого пара). Таким образом, в результатедросселирования в дан­ном случае изменяютсяпараметры пара и, следовательно, его состояние.

Проводя из точек a,bис изобары до их пересечения с верхней по­граничной кривой соответственно в точках a1,b1, и c1<img src="/cache/referats/23264/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1047">можно убедиться что чем больше понижается давление пара в результате егодросселиро­вания, тем больше падает егоконечная температура (точка а1лежит в интервале температур 400 — 300° С, точка b1— в интервале температур 300— 200° С и точка с1 — в интервале температур 200 — 100° С).

Необходимо заметить, что дросселированиепара приводит к потери его работоспособности. Последняя оценивается той работой, которая может быть получена от парапри его расширении в тепловом двигателе до не­которого конечного давления. Применительно к идеальному процессу  этаработа эквивалентна разности энтальпий пара в начале и в концеадиабатного расширения. На рис. 7 работоспособностьпара, состоя­ние которого отображается точкой 1, при егорасширении до 0,005 Мн/м2 определяетсявеличиной адиабатного теплопадения, равной разности эн­тальпий в точках 1 и 1´<img src="/cache/referats/23264/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> выражаемой в масштабе отрезком h1.   Еслипар

до его расширения в тепловомдвигателе подвергнуть дросселированию одинраз до давления 2 Мн/м2, а другой раз до давления 0,5 Мн/м2,то его начальные состояния передтепловым двигателем будут отображать­сясоответственно точками 2 и 3, лежащими на одной горизонтали 1—3.При адиабатном расширении пара от этихновых состояний до того же давления 0,005 Мн/м2работа, которую способен совершить расширя­ющийся пар, будетопределяться при расширении от состояния, отобра­жаемого точкой 2, до состояния, отображаемого точкой 2', лежащейна изобаре 0,05 Мн/м2, отрезком h2,а при расширении от состояния, отображаемоготочкой 3, до состояния, отображаемого точкой 3´, лежащей.на той же  изобаре 0,005 Мн/м2,— отрезком h3.

Таким образом, диаграмма s— iдает возможность убедиться в том, что i1>i2>i3, т. е. что при дросселировании пара его ра­ботоспособность уменьшается.

Взавершение хотелось бы обратить внимание на то, что сравнение температурныхэффектов <img src="/cache/referats/23264/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> процессовдросселирования (необратимый адиабатныйпроцесс расширения) с процессом обратимо­гоадиабатного расширения показывает, что при том же значении dpвеличинаdTвовтором случае будет больше. Это следует из сравнения dT, определенных изуравнений:

<img src="/cache/referats/23264/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1050">

и

                                            <img src="/cache/referats/23264/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1051">                          (11)

Тогда:

<img src="/cache/referats/23264/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1052">

                              <img src="/cache/referats/23264/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1053">             (14)

т.е. <img src="/cache/referats/23264/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1054">ниенизких температур и, в част­ности, сжижение газовцелесообраз­нее осуществлять методом  адиаба­тическогорасширения газов, а не дросселированием,    при   котором уменьшение температуры газов, как было   показано  выше,  возможно лишь при условии, если начальная температура газов будет ниже тем­пературыинверсии. Однако в хо­лодильныхустановках применяют дроссельныйвентиль, а не детандер (расширительный цилиндр), так как потериэффективности  использова­ния  установки   от  этого не  так уж значительны, но зато, регулируя степеньоткрытия вентиля, легко получатьтребуемое падение давления, а значит, и нужную температу­ру в охлаждаемом объеме .

Список  использованной

ЛИТЕРАТУРЫ:

1.<span Times New Roman"">   

Баскаков А.П., Берг Б.В. Теплотехника. — М.:“Энергоатомиздат”, 1991г.

2.<span Times New Roman"">   

Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е.  Техническая термодинамика. – М.: “Энергия”,1968г.

3.<span Times New Roman"">   

Кудинов В.А., Карташов Э.М.  Техническая термодинамика. – М.: “Высшаяшкола”, 2003г.

4.<span Times New Roman"">   

Лариков Н.Н. Теплотехника. – М.: “Стройиздат”, 1985г.

5.<span Times New Roman"">   

Луканин В.Н., Шатров М.Г., Нечаев С.Г.  Теплотехника. – М.: “Высшая школа”, 2000г.

<img src="/cache/referats/23264/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1055">

еще рефераты
Еще работы по технологии. физике