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什么是节流膨胀

发表时间：2024-07-27 21:46:40 来源：网友投稿

节流膨胀（Throttling Expansion Process）是指在较高压力下的流体（气或液）经多孔塞（或节流阀）向较低压力方向绝热膨胀过程。

大气中作垂直运动的气块的状态变化通常接近于绝热过程。气块上升外界气压逐渐降低，气块体积膨胀作功消耗内能而降温，叫“绝热冷却”；气块下沉，外界气压逐渐加大，气块体积因外力作功被压缩，使其内能增加而升温，叫“绝热增温”。

节流膨胀原理

高压气体经过小孔或阀门受一定阻碍后向低压膨胀的过程。

1852年，焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验，使温度为T1的气体在一个绝热的圆筒中由给定的高压p1经过多孔塞(如棉花、软木塞等)缓慢地向低压p2膨胀。多孔塞两边的压差维持恒定。膨胀达稳态后，测量膨胀后气体的温度T2。他们发现在通常的温度T1下，许多气体(氢和氦除外)经节流膨胀后都变冷(T2<T1)。如果使气体反复进行节流膨胀，温度不断降低，最后可使气体液化。

至今节流膨胀仍是工业上液化气体的一个重要方法。例如林德(Linde)法。

根据热力学原理，在焦耳-汤姆逊实验(Joule-Thomsen’s experiment)中系统对环境做功-

W=p2V2-p1V1，V1及V2分别为始态和终态的体积。

Q=0，

故ΔU=-(p2V2-plV1)；

U2+p2V2=U1+p1V1；

即H2=H1。所以焦耳-汤姆孙实验(简称焦汤实验)的热力学实质是焓不改变，或者说它是一个等焓过程(isenthalpic process)。

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