液体膨張エネルギー問題
Thread Content
皆さんに質問があります。高圧ガスが膨張機などによって等エントロピー膨張を経た後、外部に仕事を行い、エンタルピー値は低下し、出力軸の動力が得られます。では、水のような高圧液体がハイドロタービンでエネルギーを回収した後、液体自体の温度は下がるのでしょうか。液体がバルブで流量制御されると圧力が下がりますが、減少した液圧エネルギーはどこへ行くのでしょうか？？？
学生はね、基礎をしっかり身につけずに難しいことにこだわる傾向があり、仕事に対する考え方もそう簡単には変わらないんだ。 W=FS、力×距離で、ガスは圧縮されて距離が生じ、より多くの仕事を行う。液体の圧縮距離は極めて小さく無視でき、Sも極小なため、大きな値にはならない
一般的に、液力タービンとは圧力エネルギーを機械的エネルギーに変換するものです。減圧しても液体のままであれば、温度の変化はそれほど大きくありません。しかし、アンモニアやフロン、液化ガスなどの臨界状態にある液体の場合、減圧すると気体になり、温度が大幅に下がります。これが冷凍の原理です。液体はスロットルバルブを通って圧力が下がり、そのエネルギーは摩擦抵抗と温度変化に消費されるため、高い圧力差のあるスロットルバルブでは常に大きな騒音が発生する。個人的見解です。
液体の膨張は、位置エネルギーが機械的エネルギーに変わるもので、内部エネルギーの変化は小さいため、温度の変化も小さい。一方、気体の膨張は、位置エネルギーと内部エネルギーが機械的エネルギーに変わるもので、内部エネルギーの変化が大きいため、温度の変化も大きい。
気体には圧縮可能な性質があり、減圧膨張によって外部に体積仕事を行うため、圧力はエネルギー源となり得る。液体は圧縮しにくく、いわゆる高圧とは、水力発電や冷却塔のタービンのように、仕事を行うための位置エネルギーや運動エネルギーを持つことを意味する。