20237

Ефект Джоуля-Томсона

Доклад

Физика

Ефект ДжоуляТомсона Ефект ДжоуляТомсона це зміна температури газу в результаті адіабатичного дроселювання€ постійне протікання газу під дією постійного перепаду тиску газів крізь пористу перегородку яка розміщена на шляху потоку. В дослідах Джоуля і Томсона вимірювалась температура в двох послідовних перерізах неперервного і стаціонарного потоках газу до дроселя та за ним. Дійсно при взаємному притяганні молекул внутрішня енергія газу включає як кінетичну енергію молекул так і потенціальну енергію їх взаємодії. Робота...

Украинкский

2013-07-25

88.5 KB

5 чел.

21.Ефект Джоуля-Томсона

Ефект Джоуля-Томсона – це зміна температури газу в результаті адіабатичного „дроселювання” – постійне протікання газу під дією постійного перепаду тиску газів крізь пористу перегородку, яка розміщена на шляху потоку.

В дослідах Джоуля і Томсона вимірювалась температура в двох послідовних перерізах неперервного і стаціонарного потоках газу (до дроселя та за ним). Завдяки низькій теплопровідності стінок труби та дроселя теплообмін між газом і зовнішнім середовищем був відсутній.

Ефект Джоуля-Томсона прийнято називати додатнім, якщо газ в процесі дроселювання охолоджується (), і від’ємним, якщо газ нагрівається ().

Згідно мол-кінет. теорії будови речовини, ефект Джоуля-Томсона (ДТ), свідчить про існування в газі сил міжмолекулярної взаємодії (знаходження цих сил і було метою дослідження ДТ). Дійсно, при взаємному притяганні молекул внутрішня енергія газу включає як кінетичну енергію  молекул так і  потенціальну енергію їх взаємодії.

      Опишемо цей процес.

Газ, що знаходиться під тиском Р1 , стаціонарним чином переводиться в посудину, де тиск Р2. Стаціонарність означає, що Р1, Р2const ( цього можна досягнути, за рахунок поршнів, які задвигаються або видвигаються).

Газ теплоізольований від зовнішнього середовища: . Підкреслимо, що процес ДТ є незворотнім, що видно вже з наявності перегородки з маленькими отворами. Робота продавлювання через дросель порції газу, що займав до дроселя об’єм , дорівнює . Ця ж порція газу, яка займає за дроселем об’єм , здійснює роботу .

Пророблена над газом результуюча зовнішня робота  в адіабатичних умовах () може піти лише на зміну  його внутрішньої енергії:

;  (ентальпія)

- процес ДТ – це ізоентальпійний процес (Н-const)

(1)

; ; ;

(2) ;  :    

 

- для ідеального газу, молекули якого розглядаються як матеріальні точки, що не взаємодіють між собою, ефект ДТ =0 ніякої зміни Т не спостерігається (бо ). Для неід.газу, наприклад ВдВ: {} . Якщо,  то - нагрівання газу;

якщо , то - охолодження газу ( бо різниця тисків менша нуля).

Щоб відбувалося охолодження газу, треба

Для прикладу: крива інверсії азоту. В межах кривої ефект ДТ додатній, зовні кривої  - від’ємний. Для точок на самій кривій ефект рівний нулю.

Температура Ті при якій  (для даного тиску) різниця , яка проходить через нульове значення, змінює свій знак називається температурою інверсії ефекту ДТ. Крива інверсії  розділяє сукупність станів газу на такі сукупності при переході між яким, він охолоджується і на такі між якими він нагрівається.

При великих перепадах тиску на дроселі температура газу може дуже сильно змінюватися. Наприклад, при дроселюванні  від 200 до 1 атм і початковій температурі 170 С повітря охолоджується на 350 С. Тому ефект ДТ покладений в основу багатьох технологічних способів зниження газів.


Пориста перегородка

P1

V1

2

V2

Т

Р

N2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68800. Маркетинговое исследование рынка сахара в городе Омске 189.26 KB
  Целью данного маркетингового исследования является изучение рынка сахара в городе Омске, ассортимента и предпочтений потребителей. Для достижения этой цели, необходимо решить следующие задачи: Изучить сущность маркетинговых исследований; Разработать опросный лист и провести опрос...
68801. Расчет передающего устройства магистральной радиосвязи 6.62 MB
  Мощность сигнала в нагрузке – 18 кВт Диапазон рабочих частот – 3 – 9 МГц Нагрузка – несимметричная, широкополосная сопротивлением 50 Ом Модуляция – А3J – однополосная телефония с подавленной несущей. Передача одноканальная. В возбудителе содержится синтезатор с шагом рабочих частот – 60 Гц.
68802. Устройства генерирования и формирования сигналов 4.71 MB
  Мощность которую должен обеспечивать один модуль выходного каскада можно оценить по формуле: ; Вт где КПД выходной колебательной системы и КПД систем сложения мощностей; M число модулей в выходном каскаде. Каждый двухтактный ГВВ модуля выходного каскада должен выделять мощность 1235 4 = 30875 Вт.
68803. Механизация погрузо-разгрузочных работ 1.62 MB
  Время очистки полувагона от остатков сыпучего груза с помощью накладного вибратора ВРШ2 tоч=6мин. м; αn−коэффициент амортизации эстакады αn=003; γ коэффициент учитывающий эффективность капиталовложений γ=01; tм− время выполнения маневров tм=03 ч.− подготовительно-заключительное время tп.=015 часа...
68805. Синтез цифрового БИХ-фильтра 2.52 MB
  Используя метод Эйлера, метод билинейного преобразования и метод инвариантной импульсной характеристики, при выбранном интервале дискретизации рассчитать передаточную функцию цифровой цепи (цифровой фильтр (ЦФ) с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтр)), получить разностное уравнение...
68806. ОРГАНИЗАЦИЯ И ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ КОРМОВ, СЕМЯН И ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА В СПК «УКРАИНСКИЙ» ИСИЛЬКУЛЬСКОГО РАЙОНА ОМСКОЙ ОБЛАСТИ 335 KB
  Актуальность выбранной темы заключается в том, что благодаря инвентаризации материальных запасов предприятия формируется полная и достоверная информация о деятельности организации и ее имущественном положении, необходимой внутренним пользователям бухгалтерской отчетности – руководителям...
68807. Оценка влияния температурного режима на предельно допустимую высоту и максимально допустимую скорость полёта по маршруту Сыктывкар - Мурманск 343.23 KB
  В курсовой работе требуется оценить значимость многолетнего режима температуры на высотах над участками воздушной трассы указанной в индивидуальном задании на курсовую работу для обеспечения безопасности и повышения экономичности полетов рассчитать возможные пределы изменения практического потолка...