Эффект Джоуля-Томсона. Опции

[dmitryfire]

В термодинамике применительно к пару и другим газам упоминается эффект Джоуля-Томсона. Суть его в том, что при прохождении через дросселирующее устройство энтальпия пара остается постоянной, а на ряду, со снижением давления снижается и температура. Если строить процесс на H-S диаграмме, то при снижении давления водяного пара на 4-8 бар его температура должна упасть более чем на десяток градусов.
При расчете пластинчатых теплообменников это имеет большое значение, так как если регулирование процесса теплопередачи осуществляется регулирующим клапаном на подающем трубопроводе, прохождение пара через него сопровождается существенными потерями давления. Т.е. если пар был, скажем насыщенный то он становиться перегретым. Пластинчатые теплообменники, работающие на перегретом паре, получаются дороже чем работающие на насыщенном (который был до клапана).
Если учитывать эффект Джоуля-Томсона то получается что хоть пар все равно перегревается, но за счет снижения температуры это происходит не так сильно, как если бы температура не изменялась. При этом теплообменники получаются дешевле, чем без учета этого эффекта.

Уважаемые коллеги, хотел узнать ваше мнение по этому поводу. Вроде бы все логично, однако в глубине души все равно закрадываются сомнения, действительно ли будет происходить снижение температуры пара при простом редуцировании? При этом имеется ввиду либо абсолютно сухой либо изначально перегретый пар, так как влажный пар и без эффекта Джоуля-Томсона будет температуру терять из-за эффекта осушения.

Сообщение отредактировал dmitryfire - 3.12.2009, 23:16

[dmitryfire]

В термодинамике применительно к пару и другим газам упоминается эффект Джоуля-Томсона. Суть его в том, что при прохождении через дросселирующее устройство энтальпия пара остается постоянной, а на ряду, со снижением давления снижается и температура. Если строить процесс на H-S диаграмме, то при снижении давления водяного пара на 4-8 бар его температура должна упасть более чем на десяток градусов.
При расчете пластинчатых теплообменников это имеет большое значение, так как если регулирование процесса теплопередачи осуществляется регулирующим клапаном на подающем трубопроводе, прохождение пара через него сопровождается существенными потерями давления. Т.е. если пар был, скажем насыщенный то он становиться перегретым. Пластинчатые теплообменники, работающие на перегретом паре, получаются дороже чем работающие на насыщенном (который был до клапана).
Если учитывать эффект Джоуля-Томсона то получается что хоть пар все равно перегревается, но за счет снижения температуры это происходит не так сильно, как если бы температура не изменялась. При этом теплообменники получаются дешевле, чем без учета этого эффекта.

Уважаемые коллеги, хотел узнать ваше мнение по этому поводу. Вроде бы все логично, однако в глубине души все равно закрадываются сомнения, действительно ли будет происходить снижение температуры пара при простом редуцировании? При этом имеется ввиду либо абсолютно сухой либо изначально перегретый пар, так как влажный пар и без эффекта Джоуля-Томсона будет температуру терять из-за эффекта осушения.

Сообщение отредактировал dmitryfire - 3.12.2009, 23:16

[gilepp]

По опыту знаю, что при относительно небольшом редуцировании и малых расходах снижение температуры имеет место. Происходит это за счет механических процессов в трубопроводе, а также естественных теплопотерь.

Пример из жизни. Сепаратор, редуктор. Расход 4 т/ч, Р1=10, Р2=5, Т1=184, Т2=160 (на расстоянии 2 м от выхода редуктора)


Сообщение отредактировал gilepp - 4.12.2009, 8:17

[dmitryfire]

Да многовато, если считать по H-S диаграмме то эффект Джоуля-Томсона должен был снизить температуру только до 170 Cº. Видимо снижение еще на 10 Cº обусловлено эффектом осушения и теплопотерями в окружающую среду.

Большое спасибо уважаемый gilepp, значит все таки я не зря в расчетах снижение температуры учитываю.

Кстати, а ведь по сути регулятор температуры перед теплообменником это тот же самый редуктор давления (только работающий несколько иначе). И потери давления на нем могут тоже достигать 5 бар и более. Значит и после него видимо температура должна снижаться таким же образом.

[gilepp]

Кстати, а ведь по сути регулятор температуры перед теплообменником это тот же самый редуктор давления (только работающий несколько иначе)

Да, только после него давление не постоянное, а изменяющееся.