Среда проходит через отверстие для регулировки давления

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем 3983596_FPPZ 27.07.2019 в 09:13. Температура газа, как правило, остается неизменной, так же как и температура жидкости. Хотя при сужении происходит некоторая потеря энергии, которая приводит к повышению температуры, это влияние крайне незначительно и можно его игнорировать. Положение стенки с узким проходом можно рассматривать как простое преобразование кинетической энергии (скорости потока) в пневматическую энергию (давление). Общая энергия жидкости практически не меняется (если не учитывать потери). Снижение давления после прохождения через стенку с узким проходом обусловлено увеличением сопротивления в трубопроводе, что приводит к изменению соотношения различных видов потерь. В результате меняются также давление и скорость потока в соответствующих участках трубопровода.

Второй этаж — ошибка. Снижение давления путем ограничения потока также можно назвать процессом расширения для охлаждения. В этом и заключается принцип работы кондиционеров и холодильных устройств.

Тогда я тоже об этом думал, но, кроме кондиционеров, я не видел ни у одного устройства случаев образования инея или конденсата за счет клапанов регулировки потока. Может быть, давление слишком низкое, и поэтому недостаточно тепла для испарения?

Это касается специальных хладагентов, таких как фреон, которые используют процессы испарения и конденсации для поглощения или выделения тепла с целью охлаждения. Я говорю о обычных хладагентах

Когда газ или жидкость проходит через узкий участок трубопровода или клапан, её поток замедляется; в месте клапана образуются вихри, происходят столкновения и трение. Чтобы жидкость могла протекать через клапан, необходимо преодолеть эти сопротивления; это проявляется в том, что давление за клапаном P2 значительно ниже, чем давление перед клапаном P1. Этот процесс значительного падения давления, вызванный локальным сопротивлением потока, обычно называется «процессом сужения». На самом деле, когда жидкость течет по трубопроводам и оборудованию, существует также сопротивление потоку, из-за чего давление снижается. Однако снижение его давления происходит относительно незначительно и постепенно. При этом падение давления в процессе регулировки через клапан термостата велико, и оно происходит резко. В процессе сжатия поток жидкости не выделяет работу, к тому же его можно рассматривать как адиабатический процесс, при котором не происходит обмена теплом с окружающей средой. Согласно закону сохранения энергии, общая энергия (энтальпия) жидкости до и после сжатия должна оставаться неизменной. Однако каждая из трех составляющих энтальпии — кинетическая энергия движения молекул, потенциальная энергия взаимодействия молекул и энергия потока — может изменяться. После сужения потока давление снижается, отношение массы к объему увеличивается, расстояние между молекулами растет, а потенциальная энергия взаимодействия молекул увеличивается. При этом энергия потока, как правило, практически не меняется; поэтому для преобразования её в потенциальную энергию приходится снижать кинетическую энергию движения молекул. Снижение скорости движения молекул проявляется в понижении температуры. При сужении газа из-за снижения давления его объем увеличивается, расстояние между молекулами возрастает, потенциальная энергия молекул растет, а кинетическая энергия уменьшается. Величина кинетической энергии молекул позволяет определять температуру. Поэтому, как правило, после сужения газа температура всегда снижается. Не все жидкости охлаждаются после сужения и расширения. Например, водород нагревается. Использование уравнения газового состояния для объяснения процесса сужения неприемлемо, поскольку в формуле этого уравнения не учитываются изменения энергии, тогда как повышение и понижение температуры связаны с энергией вещества. Для большинства газов процесс сужения представляет собой процесс разгерметизации и расширения; при этом газ вырабатывает работу за счет своего расширения, в результате чего внутренняя энергия системы снижается, а температура падает. Это объяснение не применимо к газам с очень низкой молекулярной массой. Для газов: повышение или понижение температуры при сужении связано с коэффициентом Джоуля–Томсона и с текущими условиями (P, V) ； То есть снижение или повышение температуры газа при сужении зависит от состояния газа до сужения. Как у водорода и гелия, температура повышается после сужения. Поэтому и риск утечки водорода такой высокий. Поскольку при сужении потока водорода повышается его температура, что может привести к возникновению пламени или взрыву. Как изменяются давление, температура, скорость потока и плотность газа до и после прохождения его через клапан регулировки потока? Как известно, при сужении прохода давление жидкости неизбежно снижается. Однако температура, скорость потока и плотность редко привлекают внимание. Начнем с температуры: согласно законам термодинамики, сжатие сопровождается выделением тепла, а расширение — поглощением тепла. Следовательно, при повышении давления температура жидкости также повышается, поскольку она должна отдать тепло наружу. При снижении давления температура жидкости снижается, поскольку ей необходимо поглотить тепло из окружающей среды. Это особенно заметно для газов. Поэтому после сужения прохода температура газа снижается. У газов при комнатной температуре при значительном снижении давления температура снижается значительно. На практике часто можно наблюдать образование инея на трубопроводах с газом после сужения прохода — это и есть проявление данного явления. Что касается изменений скорости потока, то для жидкостей можно игнорировать влияние изменения давления на их объем. При постоянном расходе жидкости скорость потока определяется диаметром трубы, то есть площадью прохода для потока. Если диаметры трубы до и после регулятора давления одинаковы, то скорость потока должна оставаться неизменной. У газов ситуация иная: по мере снижения давления объем газа неизбежно увеличивается, а значит, относительный расход газа также увеличивается (фактический расход, конечно, остается неизменным). Поэтому после прохождения через регулятор давления скорость потока увеличивается, объем газа при данном давлении также увеличивается, а плотность — снижается. Это и есть изменения параметров газа до и после прохождения через регулятор давления: снижение давления, снижение температуры, увеличение скорости потока, снижение плотности.

Температура жидкости также снижается после прохождения через клапан регулировки давления?

Падение давления относительно невелико, а теплота сжатия жидкости высока, поэтому изменения температуры не так заметны, однако преобразование потенциальной энергии в тепловую несомненно происходит.