Объясните, пожалуйста, дросселирование - отчего температура и давление газов падают, физический смысл не понимаю

Из энциклопедии:
 
Дросселирование, протекание жидкости, пара или газа через дроссель — местное гидродинамическое сопротивление потоку (сужение трубопровода, вентиль, кран и др. ) , при котором происходит изменение давления и температуры (см. Джоуля — Томсона эффект) . Эффект Дросселирование используется главным образом для глубокого охлаждения и сжижения газов. Дросселирование широко применяется для измерения и регулирования расхода жидкостей и газов (см. Расходомер) .
 
Согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества, Д. — Т. э. свидетельствует о наличии в газе сил межмолекулярного взаимодействия (обнаружение этих сил было целью опытов Джоуля и Томсона) . Действительно, при взаимном притяжении молекул внутрення энергия (U) газа включает как кинетическую энергию молекул, так и потенциальную энергию их взаимодействия. Расширение газа в условиях энергетической изоляции не меняет его внутренней энергии, но приводит к росту потенциальной энергии взаимодействия молекул (поскольку расстояния между ними увеличиваются) за счёт кинетической. В результате тепловое движение молекул замедлится, температура расширяющегося газа будет понижаться. В действительности процессы, приводящие к Д. — Т. э, сложне, т. к. газ не изолирован энергетически от внешней среды. Он совершает внешнюю работу (последующие порции газа, справа от дросселя, теснят предыдущие) , а слева от дросселя над самим газом совершают работу силы внешнего давления (подерживающие стационарность потока) . Это учитывается при составлении энергетического баланса в опытах Джоуля — Томсона. Работа продавливания через дроссель порции газа, занимающей до дросселя объём V1, равна p1V1. Эта же порция газа, занимая за дросселем объём V2, совершает работу p2V2. Проделанная над газом результирующая внешня работа A = p1V1 — p2V2 может быть как положительная, так и отрицательная. В адиабатических условиях она может пойти только на изменение внутренней энергии газа: A = U2 — U1. Отсюда, зная уравнение состояния газа и выражение для U, можно найти DT.
 
 Величина и знак Д. — Т. э. определяются сотношением между работой газа и работой сил внешнего давления, а также свойствами самого газа, в частности размером его молекул.
12 года назад от Владимир Євгеньевич

1 ответ



0 голосов
1. На дросселе совершается работа, сл-но, энергия суммарная уменьшается.
2. Ты ушел от гидрогазодинамики с е уравнениями вышки в школьный курс физики, тут ты не прав.
При протекании потока через зазор наблюдается почти всегда турбулизация потока, а тут эффекты запирания, скачки уплотнения и прочая ГГД, а не школьная физика.
Вобще, нужно рассматривать конкретные случаи - рабоче тело, форма каналов, дросселя, температура, давление, скорости.
ГГД - это наука сложная, много математики, и на пальцах не расскажешь.
12 года назад от allmail allmail

Связанные вопросы