Промяната на температурата на газа по време на разширяване без топлина и извършване на външна работа
Joule-Thomson ефект е да се промени температурата на газа в резултат на потока под постоянен спад на налягането през реактора - местен пречка за газовия поток (капилярна, пореста мембрана или клапан, разположен в тръбата на пътя на потока). Газовият поток дросела трябва да се извършва без топлообмен с околната среда (адиабатно). В тръбата топлоизолиран създава постоянен поток газ (фиг. 1).
Шофиране опит Джаул - Томсън
Преминаването на газа през дросела (фино порест щепсел, например от вълна) прави малък скоростта на газовия поток. Р налягане газ. обем V и температура Т е променена.
Джаул - Thomson нарича положителен, ако газът се охлажда в процеса на дроселиране (D T <0), и отрицательным, если газ нагревается ( D T> 0). Според молекулно-кинетичната теория на структурата на материята Джаул - Thomson показва наличието на газ в междумолекулни сили на взаимодействие. Когато взаимното привличане на молекули вътрешен енергиен U газ включва както кинетичната и потенциалната енергия на взаимодействието им. Разширяване на газ в изолация мощност не променя своята вътрешна енергия, но води до увеличаване на потенциалната енергия на взаимодействие на молекулите (като разстоянието между тях се увеличава) в резултат на кинетичната енергия. В резултат на термично молекулно движение се забавя, разширяване на температурата на газа се понижава.
В зависимост от условията на дроселиране същите като газът може да се нагрява и охлажда. Температурата, при която температурната разлика (D T), преминаваща през нулева стойност, променя знак, се нарича температура инверсия Joule ефект - Thomson. Крива инверсия (фиг. 2) разделя множеството състояние газ (П, V, Т), разширяването на което се охлажда от условията, по време на разширяването на което се затопля. характерен вид е показан на фиг. 2.
Зависимостта на налягането на инверсия
Стойности висока температура инверсия (Т и Стах) за някои газове са дадени в таблица 1.
В края на деветнадесети век и Dewar Linde предложен за охлаждане на Joule газ - Thomson. Този принцип все още се използва широко в хладилно. Използване на амоняк дроселен работи най промишлени хладилници.
Джаул - Томсън е намерил приложение в криогенна технология.
При високо налягане капки при температурата на ограничаване на газ може да варира значително. Например, чрез дроселен от 20 до 0.1 МРа и начална температура от 290 ° К се охлажда с въздух при 35 ° С Този метод е в основата на повечето технически процеси газ втечняване.
Индустриална газ компресия с критична температура над температурата на околната среда (например, амоняк, хлор) се провежда, последвано от кондензация на газ в топлообменници охлажда с вода.
Когато цикълът на газта втечняване (фиг. 3), след компресия в компресора газ се охлажда и след това последователно се разширява (дроселира) в клапана.
цикъл втечняване на газ Газ до дупка
3 - разширен газ;
В тази част от газа се втечнява и се събира в сборника и neszhizhivayuschiysya газ се изпраща към топлообменниците и охлажда пресни сгъстен газ части.
Най-простият ponablyudeniyu опит ефект на Джаул - Томсън се изпомпва мотопомпа дълго (около метър) тръба е запушена с памучен плат или пачка в средата. Охлаждането може да се наблюдава при температури, съответстващи на колената на тръбата, или директно.
1. Vargaftik NB Наръчник на топлофизичните характеристики на газове и zhidkostey.- Наука, Москва, 1972 - S. 720.
2. Frisch SE Timoreva AV Курс на обща физика. - М. Fizmatgiz 1959 - Vol.1. - С. 464.
Тя изисква поддържа фреймове.
Свързани статии