Джоуля Томсона процесс

Джоуля-Томсона (дифференциальный коэффициент дросселирования), смысл которого состоит в следующем если флюид адиабатически (без теплообмена с окружающей средой) преодолевает гидравлическое сопротивление и из области с давлением р перетекает в область с давлением р 6р, то температура в нем увеличивается на 6Т= Ьр. Такой процесс называется идеальным дроссельным, энтальпия при этом сохраняется. Таким образом, по определению [c.320]

Процесс прохождения газа сквозь узкие отверстия, сопровождающийся резким понижением давления, называется дросселированием газа. Частным случаем дросселирования, проводимого в определенных условиях, является опыт Джоуля—Томсона. [c.153]

Расчет коэффициента Джоуля-Томсона и нахождение инверсионных кривых различных газов имеют большое значение для техники получения низких температур, в которой используется процесс дросселирования газов. Так, для водорода верхние температуры инверсии при давлениях I и 100 атм равны соответственно —73 и —92 °С. Следовательно, при комнатных температурах дросселирование водорода приведет к его нагреванию (а <0). [c.155]

Эффект Джоуля — Томсона является важным вспомогательным средством в низкотемпературной технике. Его практическое использование требует, с одной стороны, чтобы описанный процесс был непрерывным, с другой стороны, газ должен быть предварительно охлажден до температуры ниже инверсионной. Тогда эффект Джоуля — Томсона можно использовать вплоть до температуры сжижения газа. [c.131]

Различные схемы процессов, разработанных для выделения этилена ректификацией, отвечают всем перечисленным выше требованиям, но они отличаются друг от друга по характеру получаемых фракций и по методам достижения низких температур. Однако поскольку наиболее низкая температура, необходимая для разделения компонентов пирогаза ректификацией, значительно превышает температуру ожижения воздуха или водорода, то ее обычно достигают не за счет эффекта Джоуля—Томсона или за счет детандеров, производящих внешнюю работу, а с помощью так называемого каскадного охлаждения . Последний способ состоит в применении ряда хладагентов с прогрессивно понижающимися температурами кипения. [c.122]

Опыты многих исследователей — Румфорда, Дарвина, Гей-Люссака, Майера, Джоуля — Томсона—показали эквивалентность теплоты и работы. Роберт Майер впервые сформулировал первое начало термодинамики, дав совершенно правильное толкование знаменитому опыту Гей-Люссака, и вычислил механический эквивалент теплоты для круговою процесса. В дальнейшем прецизионные опыты Джоуля показала, что механический эквивалент теплоты [c.36]

Хорошо известно, что сжатый газ охлаждается при расширении — например, воздух, выходящий из велосипедной камеры, в теплый день может показаться даже освежающим. Джоуль и Томсон (лорд Кельвин) проводили тщательные измерения изменения температуры газов при их расширении в теплоизолированной камере. Схема подобного опыта изображена на рис. 9.12, где показано, что газ расширяется, переходя из левой камеры в правую через пористую перегородку. Эти исследования показали, что большинство газов охлаждаются гораздо больше, чем этого можно было ожидать по степени их расширения. Для характеристики этого свойства газов используется коэффициент Джоуля — Томсона ц, представляющий собой отношение изменения температуры газа к изменению его давления при условии, что в процессе этого изменения не происходит теплообмена газа с окружающей средой. Значения коэффициента Джоуля—Томсона установлены для многих газов. Например, для СО2 при комнатной температуре и давлении 1 атм коэффициент ц равен приблизительно 1,ГС/атм. Для большинства газов коэффициент ц имеет положительное значение, однако для водорода при температурах вьппе — 80°С он отрицателен, а это означает, что при расширении газа происходит его нагревание. Температура, при которой коэффициент ц для данного реального газа становится равным нулю, называется температурой инверсии этого газа. Для идеального газа ц = О при любых температурах. Таким образом, коэффициент Джоуля—Томсона является мерой отклонения реального газа от идеального поведения, если судить по зависимости его охлаждения от расширения. [c.162]

Термодинамическая эффективность процесса дросселирования, характеризуемая величиной изоэнтропийного КЦЦ, равна нулю. Охлаждение газа происходит только за счет.того, что его свойства при термобарических параметрах разрабатываемого месторождения отличаются от свойств идеального газа, и коэффициент Джоуля-Томсона имеет положительное значение. С точки зрения практической реализации это наиболее простой процесс. Он осуществляется посредством таких устройств как штуцер, вентиль, задвижка, эжектор и т.п. Это является основным и единственным преимуществом процесса изоэнтальпийного расширения газа. [c.4]

Дифференциальный эффект Джоуля—Томсона (величина a ) характеризует интенсивность изменения температуры в этом процессе. 0 изменение температуры является следствием затраты работы на преодоление сил межмолекулярных внутренних связей. Очевидно, что в идеальном газе, где отсутствует взаимодействие молекул, этого эффекта наблюдаться не должно. Действительно, из уравнения ри = RT получаем [c.17]

Описанный здесь процесс дросселирования жидкости не следует смешивать с рассматриваемым в курсе общей физики дроссельным эффектом Джоуля - Томсона при дросселировании реальных газов. [c.296]

В технологии добычи, подготовки и переработ-Ю1 углеводородного сырья значительный интерес представляет процесс изоэнтальпийного дросселирования. Интегральный дроссель-эффект можно непосредственно измерять с помощью дроссельных устройств, а также рассчитывать по р, V, Г-данным и известным термодинамическим соотношениям, связывающим термические и калорические свойства веществ. В [43] приведена методика расчета коэффициента Джоуля — Томсона с использованием обобщенных функций, определяемых по номограммам Эдмистера. Значение коэффициента определяется исходя из следующего соотношения [c.195]

Процесс сжижения газов, основанный на применении эффекта Джоуля-Томсона, был впервые разработан и практически осуществлен для / получения жидкого воздуха. В аппаратах Линде для сжижения воз духа используется одно простое дросселирование без совершения внешней работы. В дальнейшем метод Линдр был значительно усовершенствован, однако принципиальная основа его осталась та же. [c.651]

Для выяснения сущности эффекта Джоуля-Томсона прежде всего необходимо различать два процесса расширения газа [c.557]

По диаграмме 8—Т для воздуха (рис. II1-4), построенной по точным экспериментальным данным, можно проследить ход процессов, протекающих при постоянных температуре, давлении, энтальпии, а также определить среднюю теплоемкость в определенном интервале температур, удельный объем, интегральный эффект Джоуля — Томсона, изотермический эффект дросселирования, эффекты адиабатического и политропического расширения воздуха, в детандерах, теплоту испарения жидкого воздуха, долю воздуха сжижаемого при дросселировании, количество тепла, отданного воздуху или отнятого у него в теплообменниках. [c.104]

Процесс ожижения любого газа состоит из стадий охлаждения его до температуры конденсации (при атмосферном давлении температура кипения жидкого водорода равна 20,4 К) й отвода теплоты парообразования. Для ожижения водорода требуется охлаждение до криогенных температур, которое достигается следующими способами I) изоэнтальпийным расширением сжатого газа, т.е. использованием эффекта Джоуля-Томсона, 2) изоэнтропийным расширением сжатого газа, при котором одновременно получается дополнительное количество холода, помимо обусловленного эффектом Джоуля-Томсона. [c.50]

Получение холода в детандерах особенно выгодно ниже 120° К. В течение многих лет детандеры применяются в крупных установках для получения кислорода ректификацией жидкого воздуха. Наряду с охлаждением газа в детандерах используется и охлаждение за счет эффекта Джоуля—Томсона, особенно в случае небольших установок, где применение детандеров сталкивается с некоторыми трудностями. Недостатками охлаждения за счет эффекта Джоуля — Томсона являются низкий к.п. д. процесса и необходимость высокого давления (от 140 атм и выше). [c.62]

Изотермный эффект дросселирования представляет собой разность теплосодержаний сжатого (до дросселирования) и расширенного газа при одной и той же температуре. Изотермный дроссель-эффект имеет исключительно важное значение для расчета криогенных процессов. Между изотермным A/j- и интегральным ДГ,-эффектами Джоуля—Томсона существует следующая зависимость [c.8]

Аналогично, сильно сжатый газ, расширяясь при i = onst (с помощью дроссельного клапана), охлаждается вследствие производства внутренней работы (эффект Джоуля — Томсона), однако достигаемое таким образом снижение температуры слишком мало, чтобы добиться полного сжижения газа. Неоднократное повторение сжатия и расширения с использованием при этом эффективного противоточного теплообменника позволяет использовать данный, процесс в промышленности. [c.392]

П-3-3. а) Является ли процесс в опыте Джоуля—Томсона обратимым Возможно ли возвратить газ в его исходное состояние тем же путем б) Остается ли постоянной энтропия газа в опыте Джоуля — Томсона Если нет, выразите д31дР)н через некоторые или все переменные Р, V, Т, Ср и Су. [c.43]

Как известно, эффект дроссели рования реального газа характср -зуется дифференциальным эффектом Джоуля—Томсона aj= дТ/д/)] . Индекс указывает на постоянстве энтальпии лри дроссслировании. В зависимости от природы газа и пара [етров проведения процесса температура может понижаться (()7<0), повышаться (дТ>0) или оставаться неизменной дТ=0). Так как величина др всегда отрицательная, то в первом случае а Х (положительный дроссель-эффект), во втором ш<0 (отрицательный дроссель-эффект) и в третьем U = = 0. Рассмотрим на 7, s-днаграмме реального газа изменение дТ/др , П 5И различных условиях (рис. 7.2). При дросселировании газа от iia- [c.179]

Дросселирование - это процесс снижения давления газа или жидкости при прохождении через суженное отверстие (вентиль, клапан) и отсутствии теплообмена с окружающей средой. Процесс характеризуется постоянством энтальпии = Н 2. Дросселирование реального газа сопровождается иопижепием (для некоторых газов повышением) температуры потока. Этот эффект получил название джоуль-томсонов-ского. [c.158]

Наиболее часто эффект Джоуля - Томсона используется, когда в качестве холодильного агента выступает иеиосредст-веиио газ (например, природный), подвергающийся сжижению или разделению. При этом, в случае разделения газа цикл разомкнутый, при сжижении газа цикл может быть и замкнутым и разомкнутым. Пример такого цикла приведен на рис. 3.15. В процессе дросселироваипя газа понижается температура и появляется жидкая фаза, которая, в случае охлаждения природного газа, обогащена высококипящими комиоиеитами. [c.158]

Сущность процесса низкотемпературной сепарации (НТС) состоит в однократной конденсации углеводородов при понижении температуры газа до минус 25 - минус 30 С за счет его дросселирования (эффект Джоуля-Томсона). Вместо дросселирования через клапан (изоэнтальпийный процесс) может быть использовано расширение газа в турбодетандере (изоэнтропий-ный процесс), что позволяет более эффективно использовать перепад давления газа. Принципиальная схема НТС показана на рис. 6.22. [c.318]

Линде процесс Процесс сжижения воздуха, а также др. газов, в основе к-рого Джоуля — Томсона эффект. Газ сжимается до давл. ок. 15 МПа и выпускается через сопло, при этом происходит охлаждение. Назв. по им. нем. физика и инженера Карла Линде ( arl von Linde, 1842-1934). [c.117]

При снижении температуры входящего воздуха, например, до —50° эффект Джоуля—Томсона почти в два раза больше, чем при - 15° (по Хаузену). Кроме того, предварительное охлаждение снижает энтальпию воздуха 1, вследствие чего уменьшается количество тепла, которое нужно отвестив процессе сжижения (/г—/о). [c.398]

На рис. 154 показаны схема и Т— -диаграмма работы системы Линде с циркуляцией воздуха под высоким давлением. Экономическая целесообразность такого процесса определяется тем, что холодильный эффект Джоуля—Томсона зависит от разности давлений газа до и после расширения, а работа, затраче -ная на сжатие, пропорциональна разности логарифмов давлений. По этому методу все количество воздуха, введенного в [c.401]

Определение основных термодинамических параметров, используемьгх в теплотехнических расчетах, проводят для улучшения надежности проектирования объектов сбора и подготовки углеводородного сырья. В теплотехнических расчетах основными параметрами являются изобарная и изохорная теплоемкости, температурный эффект процесса нолитропного расширения ПГ и, в частности, коэффициент Джоуля — Томсона, температурный и объемный показатели адиабаты и некоторые другие параметры. [c.193]

Отсюда заключаем, что процесс дросселирования протекает при постоянном теплосодержании или изэнтальпически, и тогда количественное выражение эффекта. Джоуля-Томсона может быть. [c.640]

Отсюда заключаем, что процесс дросселирования протекает при постоянном теплосодержании или изэнтальпически, и тогда количественное выражение эффекта Джоуля-Томсона может быть математически представлено частной производной от температуры по давлению при постоянном теплосодержании, т. е. [c.559]

Для глубокого охлаждения применялись в промышленности синтетического аммиака два главных процесса, один — разработанный Линде, другой Клодом ( laude). Процесс Линде основан на хорошо известном эффекте Джоуль-Томсона газообразная смесь вначале сжимается до давления от 10 до 200 ат, затем расширяется до 1 ат без совершения внешней работы. Получающееся в результате охлаждение может накопляться путем теплообмена до наступления сжижения. В процессе Клода газу, сжатому до 30—40 ат, дается возможность расширяться в тепловом двигателе (детандере) и производить внешнюю работу. Энергия для выполнения этой работы получается от сжатого газа, в результате чего имеет место охлаждение последнего, что приводит в конце концов к сжижению примененной газообразной смеси. [c.168]

Цикл с однократным дросселированием. Эффект Джоуля-Томсона в сочетании с про-тивоточным теплообменом между сжатш и дросселированным газом был использовав первоначально Линде для охлаждения воздуха до температуры ниже критической и последующего ожижения. Как уже указывалось, обязательным условием при этом является непрерывность процесса дросселирования и предварительного охлаждения дросселируемого газа до температуры ниже инверсионной. [c.52]

На более низких ступенях процесса, когда газ охлажден до температур 20—35° К, весьма эффективно ожижение с помощью дросселирования, так как при этих температурах эффект Джоуля — Томсона для водорода весьма высок. Общий коэффициент ожижения а (равный отношению количества получающейся жидкости к количеству сжимаемого компрессором газа) в этой области температур может быть лишь незначительно увеличен за счет замены дросселирования расширением в детандере. В то же время трудности создания такого детандера, который бы работал в области конденсации, значительно превышают небольшой выигрыш в производительности. Таким образом, следует ожидать, что детандеры для ожижения водорода будут применяться при температурах от 30 до 80° К. На фиг. 1 изображены низкотемпературные ступени типичного однодетандерного цикла. [c.71]

Различают дифференциальный, интегральный и изотермный эф-ф,екты Джоуля—Томсона. Дифференциальный эффект а есть отношение бесконечно малого изменения температуры газа к бесконечно малому изменению давления в процессе при i — onst [c.8]

Изменение температуры газа при изэнтропном расширении характеризуют дифференциальным эффектом который представляет собой отношение бесконечно малого изменения температуры к бесконечно малому изменению давления в процессе S = onst as = dTldp)s- Из общих положений термодинамики следует, что дифференциальный эффект изменения температуры при изэнтропном расширении больше дифференциального эффекта Джоуля— Томсона на величину V/ p [c.9]