Эффект Джоуля—Томсона. Дросселирование газов

Эффект Джоуля — Томсона определяет изменение температуры реального газа при дросселировании и выражается в дифференциальной форме следующим образом [c.240]

Эффект Джоуля—Томсона. Дросселирование газов [c.152]

Постоянство энтальпии при дросселировании соответствует в случае идеального газа и постоянству температуры, т. е. дросселирование идеального газа протекает при постоянной температуре. При дросселировании реальных газов обычно происходит понижение температуры. Это явление называется дроссельным эффектом (эффектом Джоуля—Томсона). Дроссельный эффект считается положительным, если при дросселировании газ охлаждается, и отрицательным, если газ нагревается. [c.526]

По назначению различают криогенные установки холодильные (для получения низкотемпературного холода), ожижительные (для выработки сжиженного газа) и газоразделительные (для разделения газовой смеси на составные части). В циклах всех перечисленных установок могут использоваться одни и те же способы получения низких температур, а именно эффект Джоуля—Томсона (дросселирование) эффекты расширения рабочего тела с отдачей и без отдачи внешней работы эффекты охлаждения дополнительными крио- [c.10]

Поведение реальных газов при дросселировании отличается от поведения газов идеальных. В 1852 г. опытами Джоуля и Томсона было обнаружено явление, получившее название эффекта Джоуля—Томсона и состоящее в том, что у реальных газов при дросселировании температура не остается постоянной, а уменьшается или увеличивается в зависимости от природы и начальных параметров газа. [c.141]

При дросселировании же любого реального газа производится внутренняя работа по преодолению сил межмолекулярного взаимодействия, и поэтому внутренняя энергия газа изменяется, вызывая соответствующее изменение температуры. Это изменение температуры реального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы называется дроссельным эффектом или эффектом Джоуля—Томсона. [c.475]

При адиабатном дросселировании газа (эффект Джоуля — Томсона) изменение температуры при значительном перепаде давлений можно оценить по уравнению [28] [c.281]

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]

Использование эффекта Джоуля — Томсона позволяет существенно понизить температуру газа, если перепад давления при дросселировании велик, например давление газа снижается от 20-10 н/м (200 ат) до 9,81-10 н/ж (1 ат). Значительно большее понижение температуры газа достигается при его расширении в детандере с совершением внешней работы. Однако для получения очень низких температур, соответствующих началу сжижения газа, обычно не применяют циклов, основанных только на принципе р ширения газа в детандере. Это объясняется тем, что когда реальный газ находится при температурах, близких к температуре сжижения, его поведение сильно отклоняется от законов идеальных газов. Объем газа резко уменьшается, например, при —140 °С он составляет лишь V4 объема, который занимал бы идеальный газ, и способность газа к расширению резко падает. Кроме того, в условиях начала сжижения [c.671]

Отношение изменения температуры газа в результате дросселирования, т. е. неравновесного расширения при резком увеличении сопротивления, к изменению давления, называется дроссельным эффектом или эффектом Джоуля — Томсона. [c.150]

Дросселирование—резкое снижение давления сжатых газов, и результате которого происходит сильное охлаждение газов (эффект Джоуля — Томсона). [c.72]

Для газообразного водорода максимальная температура инверсии дифференциального эффекта Джоуля-Томсона (Р->-0) равна Гин, макс = 204 К [238, 239]. Если до дросселирования газ имеет температуру ниже температуры инверсии, то при дросселировании он будет охлаждаться. Более подробно этот вопрос рассматривается в работах по криогенной технике, [c.141]

Внутренняя энергия растет пропорционально повышению температуры системы, о чем говорят выражения (И.4), (II.J6) и (11.19). Исходя из этого, согласно (11.21), при адиабатическом расширении температура системы понижается, а при сжатии — повышается. Впервые понижение температуры при дросселировании (понижении давления пропусканием газа через узкое отверстие в широкий резервуар) было обнаружено и изучено в 1852— 1862 гг. английскими физиками Дж. Джоулем и У. Томсоном. Это явление называют эффектом Джоуля — Томсона и широко применяют при сжижении газов глубоким охлаждением. [c.60]

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

Идеальный газ при расширении без совершения внешней работы сохраняет температуру постоянной, однако реальные газы отклоняются от этой закономерности, чем и пользуются для целей глубокого охлаждения. При обычных температурах и не очень высоких давлениях газы, за исключением водорода и гелия, охлаждаются при дросселировании (положительный эффект Джоуля-Томсона). [c.36]

Лабораторный аппарат для получения жидкого водорода изображен на рис. 49. Водород в количестве 10 нм 1тс поступает от компрессора под давлением 150—170 ат. По пути к дроссельному вентилю 2, он по пучку из трех медных трубок проходит змеевиковый теплообменник 7, охлаждаясь несжиженным водородом, возвращающимся в газгольдер, из которого компрессор засасывает газ. После теплообменника водород охлаждается в змеевике 5, помещенном в ванне с жидким воздухом. Охлаждение посторонним хладоагентом, в данном случае жидким воздухом, является необходимым условием для сжижения водорода, так как при температурах выше минус 80° водород обладает положительным эффектом Джоуля-Томсона и, следовательно, при дросселировании нагревается. [c.100]

Изменение температуры газа при его дросселировании носит название эффекта Джоуля — Томсона. Различают дифференциальный и интегральный эффекты. [c.185]

В 1895 г. Линде использовал в промышленности известное ранее явление понижения температуры при расширении газа в суженном сечении газопровода (эффект Джоуля—Томсона) и применил одновременно теплообмен между сжатым и охлажденным дросселированным газом. Клоду в сконструированной им аппаратуре удалось достигнуть значителыного понижения температуры путем адиабатического расшя1рения газа, одновременно совершающего работу. [c.385]

В промышленных установках глубокого охлаждения используют главным образом или эффект дросселирования (эффект Джоуля-Томсона), или адиабатическое расширение газа с отдачей внешней работы. В связи с этим были разработаны различные циклы глубокого охлаждения. [c.34]

Из диаграммы Т—5 для водорода (рис. 9) видно, что нри 15—20 °С эффект Джоуля—Томсона отрицательный, т. е. после дросселирования происходит нагревание газа. При изотермическом сжатии водорода в области более низких температур его энтальпия также возрастает, а последующее дрвсселирование не приводит к охлаждению. Предельная температура, при которой для р = 0 значения эффекта дросселирования переходят из положительных в отрицательные, называется температурой инверсии (для воздуха она равна 603°К, для кислорода 893 °К) [77]. Температура инверсии для водорода 204,6 °К, а поэтому для получения положительного значения эффекта дросселирования, т. е. охлаждения, необходимо сжатый водород предварительно охладить ниже его тем- [c.44]

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]

Эффект Джоуля-Томсона, т. е. охлаждение газа вследствие дросселирования, для хлора в тех интервалах давлений, при которых работа,-i хлораторная аппаратура незначителен и, следовательно, обмерзания аппаратуры за счёт понижения давления газа в ней происходить не будет. [c.169]

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]

Если при постоянной температуре Ti сжима гъ какой-либс реальный газ от начального давления Pi до давления Р , а затем понизить его дaвлeниe до давления Pi путем дросселирования, т. е. пропустив газ через устройство, создающее сопротивление (например, через диафрагму или вентиль) без совершения внешней работы и без теплообмена с внешней средой, тс конечная температура Т может быть выпге, равна или ниже начальной температуры h (эффект Джоуля — Томсона). При дросселировании идеального газа температура остается постоянной. [c.60]

Поток газа входит в трубу через тангенциальное соило со скоростью, равной скорости звука. В результате вращения газа внутри трубы часть ецо поворачивает но направлению к диафрагме. При этом осевые слои газа охлаждаются, а наружные нагреваются. Эффект охлаждения может значительно превышать эффект Джоуля — Томсона, наблюдаемый нри обычном дросселировании. Так, при расширении газа от (2,94—5,87) 10 до 0,98-10 Па (от 3—6 до [c.105]

Как известно, для получения низких температур в технике применяются два метода дросселирование предварительно сжатого газа (использование эффекта Джоуля-Томсона) и детандирова-ние — расширение сжатого газа в специальной расширительной машине поршневого или турбинного типа, называемой детандером. Рассмотрим кратко циклы, основанные на этих методах. [c.81]

При дальнейгаем увеличении отношения эффект увеличивается несколько медленнее, а при Р1/Р2 > 11—13 и совсем прекращается. Снижение эффекта пропорционально уменьшению абсолютной температуры. Общий эффект охлаждения при расширении газа в вихревой трубе равен сумме эффектов Джоуля — Томсона и Ранка. Максимальный эффект охлаждения наблюдается тогда, когда доля холодного потока х = 0,2—0,3, а максимальная холодонроизводительность — при 1 = 0,5—0,6. Для регулирования соотношения потоков служит вентиль на горячем конце трубы. Холодильный коэффициент полезного действия вихревой трубы нри расширении газа от 5,88-10 до 0,98-10 Па (6 — 1 кгс/см ) в 14 раз выше, чем при дросселировании, но в 3,2 раза ниже, чем в детандере. [c.105]

При повышении температуры (или давления) вначале достигается точка инверсии, когда газы не меняют температуры при дросселировании, а затем эффект Джоуля-Томсона становится отрицательным, т. е. газы при расширении нагреваются. Газы при нормальном давлении имеют следующие точки инверсии воздух - -ЗбО°, водород —80,5°, гелий — 258°, следовательно, водород и гелий не могут быть ожижены дросселированием без значительного предварительного охлаждения за счет других газов. [c.36]

Если бы газы были идеальньгми, то никакого изменения температуры при их расширении при прохождении через дроссельное отверстие ие. происходило бы. Сущность эффекта Джоуля-Томсона именно в том и заключается, что расширение реальных газов при их дросселировании сопровождается понижением температуры. [c.639]

Одним из крупнейших успехов метода противотока явилось применение этого принципа к сжижению воздуха (1895 г.). Известно, что сжатые газы охлаждаются при расширении (эффект Джоуля—Томсона). Сжижение воздуха было осуществлено лишь после того, как Линде использовал охлажденный дросселированием воздух в теплообменнике (двойном змеевике) для предварительного охлаждения сжатого свежего воздуха. Этот принцип Линде применяется также для сжижения низших газообразных углеводородов с последующим фракционным разделением их под давлением (см. Разделение газовых смесей по Линде—Бронну , стр. 215). [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология