天然气绝热节流温度降的计算
38上 气体绝热节流_制冷与低温技术原理
制冷与低温技术原理
气体绝热节流
——节流的特征
相变制冷
液体气化制冷;
固体升华制冷;
液体抽气冷却气体绝热节流绝热放气
其他制冷方法
气体等熵膨胀
辐射制冷;
氦稀释制冷;
磁制冷等
低温制冷循环
获得低温方法
实际气体的节流
（1）节流过程的热力特征
何谓节流过程
比焓值不变：h1=h2；
熵必定增大：s1<s2；
压力显著降低：p2<p1；
节流阀示意图
1—阀芯；2—高压腔；3一阀体；4一低压腔
焦--汤效应：
实际气体：12
h h =理想气体：(,)
h
f p T =T
C T f h ⋅==p )(理想气体的效应如何？
A
B
h =const
1
2
T
P
C
D
h =const
1
2
T
P
实际气体在节流前后的温度变化效应。
正焦--汤效应（温度降低）
负焦--汤效应（温度升高）
（2）节流过程的物理实质
三种情况的内在机理
()0
即()dh du d pv du d pv =+==-动势
u u u =+节流后v 增加，du 势>0，但d(pv)不定因此，du 动= -du 势-d(pv)也不确定
由工质性质及节流前状态确定。
节流过程有何特点？思考题。
气体绝热节流
什么？
h
1 cp
T
v T
p
v
h hBiblioteka h0 0 0– 取决于节流前的气体状态
– 理想气体
dh
cpdT
T
v T
p
vdp
v v T T
pv RT
T不变 T降低 T增加
获得低温的方法--绝热节流
• 微分节流效应
– 三种情况的内在机理
dh du d pv 0
即du d ( pv)
– 只有低于上转化温度后，节流才降温
获得低温的方法--绝热节流
• 转化温度与转化 曲线
– 实践证明，当 p pmax 时出现一条转化温度 的曲线。
– 如节流前气体状态在 区间p 内pm，ax,则Tin"v节 T流后Tin' v产 生制冷效果。
获得低温的方法--绝热节流
思考题： • 微分节流效应、积分节流效应、等温节流
u u动 u势
– 节流后v 增加，du势 ，0但d(pv)不定
– 因此，du动 du势 也d不( p确v)定
获得低温的方法--绝热节流
• 积分节流效应：压力变化一定时，温度变化的量
T
p2 p1
hdp
h (
p2
p1)
hp
获得低温的方法--绝热节流
• 等温节流效应：
hT h1 h0
– 节流后等压升温到节 流前的温度所需的热 量
– 也即节流的制冷量， 但并非是节流装置制 冷
– 谁提供了制冷能力？
为何会制冷？
获得低温的方法--绝热节流
• 转化温度与转化曲线
– h 0 对应的温度为转化温度 Tinv
天然气物性参数及管线压降与温降的计算
整个计算过程的公式包括三部分：一. 天然气物性参数及管线压降与温降的计算 二. 天然气水合物的形成预测模型 三. 注醇量计算方法.天然气物性参数及管线压降与温降的计算 20 C 标准状态1y i M i24.055任意温度与压力下Y i M i式中厂混合气体的密度，P —任意温度、压力下i 组分的密度，kg/m 3; y i — i 组分的摩尔分数； M i —i组分的分子量， V i —i 组分摩尔容积， 天然气密度计算公式pMW gZRT天然气相对密度天然气相对密度△的定义为：在相同温度，压力下，天然气的密度与空气密 度之比。
天然气分子量标准状态下，Ikmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量,Y i M iM式中 M —气体的平均分子量，kg/kmol ; y i —气体第i 组分的摩尔分数；M —气体第i 组分的分子量，kg/kmol天然气密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
0 °C 标准状态按下面公式计算:1 22.414y i M i简称分子量。
(1)kg/m 3；kg/kmol；⑹式中 △—气体相对密度；厂气体密度，kg/m 3；p —空气密度，kg/m 3,在 P o =1O1.325kPa, T o =273.15K 时，p =1.293kg/m 3;在 P o =1O1.325kPa T O =273.15K 时，p =1.293kg/m 3。
因为空气的分子量为28.96,固有28.96假设，混合气和空气的性质都可用理想气体状态方程描述，则可用下列关系 式表示天然气的相对密度天然气的虚拟临界参数任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时, 无论压力增加到多大，都不能使气体液化。
可以使气体压缩成液态的这个极限温 度称为该气体的临界温度。
当温度等于临界温度时，使气体压缩成液体所需压力 称为临界压力，此时状态称为临界状态。
混合气体的虚拟临界温度、虚拟临界压 力和虚拟临界密度可按混合气体中各组分的摩尔分数以及临界温度、临界压力和 临界密度求得，按下式计算。
第六章 气体与蒸汽的流动(绝热节流过程)
h2 h1
.
p2h2c2 2
一、绝热节流前后参数的变化
(1) 对理想气体
1 p1h1c1 p2h2c2 2
p h c
焓不变 温度不变
压力下降 比容增加
熵增加
h2 h1 T2 T1
p2p1 v2v1 s2 s1
.
(2) 对实际气体
节流前后焓不变,温度不一定不变
绝热节流后气体的温度变化称为节流的温度效应 绝热节流温度效应
pb pc p2pc
mf2 2k p1[(p2)k 2(p2)K K 1](kg /s) k1v1 p1 p1
.
m c m max
0
b
pc / p1
pc (
2
k
)k1
p1 k1
a
mmaxf2
2
k
(
2
2
)k1
p1(kg/s)
k1k1 v1
1.0 pb / p1
（2）渐缩渐扩喷管的流量计算
正常工作时 M= mmaxfmin2kk1(k21)k21vp11(kg/s)
0
1
p2 p0
k
c2 44 .72 cp (T0 T2 )
.
三、临界压力比及临界流速
(1)临界压力比
临界压力
pc
p1
代入出口流速方程 进口压力
cc 2kk1p1v1[1(pp1c)kk1]
cc ac kpcvc
定熵过程 方程式：
pcvc
(
pc
)
k1 k
p1v1 p1
.
临界流速表达式
证明:理想气体微分节流系数μJ =0.
pv RT
v RT p
天然气场站加热工程设计
（ ３ ） 避 免埋 地 管 道 由于 壁 温 低 造 成 周 围 土 体 冻 胀损 坏地 面构 筑物 或 生长 的经济 作 物 。
１ 判断 是否 设置 加热 装置 由焦 耳～ 汤 姆 逊 效 应 造 成 天 然气 温 度 下 降 的
调 压 前 状 态 下 天 然 气 的 定压 质 量 比
２ 加 热装置 负荷 的计 算 加 热装 置加 热量 ｇ可 按式 （ １ ） 计算 ：
工艺条件确定设置加热装置” ，加热工程建设的 目
的：
（ １ ） 防止 在 天 然 气 调 压 降温 后 产 生凝 析 水 或 可 能 的水化 物 。
ｑ＝
Ｐ （ ｔ 一ｔ 。 ） ＝Ｑ Ｐ Ａ ｔ
算天 然气 焦 耳一 汤姆逊 系 数 的 Ｂ ＷＲ Ｓ方法 》 和 张锦
加热 量 印的大 小取 决于 天然 气加 热前 后 的温 差 △ ｆ ，而选 取 加热 天然 气经调 压 降温后 需达 到 的温度 ｔ 是△ ｆ 计算 的关 键 ， ｔ 应 根据 加热 工程 所 需要得
到 的效 果作 为取值 的基 础 ：
（ １ ）
（ ２ ） 避 免架 空 管道 壁温 低造 成 外壁 大量 结 冰
（ 水） ，增加 管道 外壁 腐蚀 的可 能性 。
式 中： —— 所 需加热 量 ，ｋ Ｊ ｈ ａ ； 天然气 的体 积流 量 ，ｍ３ ／ ｈ ； ｐ ——天然气的密度 ，ｋ ｇ ／ ｍ ３ ；
一 一 一
Ｔ ｒ ａ ｎｓ 哪Ｉ
点ｆ ｓ ，并与 之 间有 一 定 的余 量 ，这个 余 量也称 过 热 度 ， 的大 小与 加热装 置 的计算 负荷 大 小有 密 切 的关 系 ， 取值 过 大会造 成 天然气 加 热后 的温 度 过 高 ，加热 能量 浪费 ， 取 值过 小会 造 成加 热能
天然气高位发热量和低位发热量计算说明
天然气高位发热量和低位发热量计算说明1、计算混合物中第j种组分的“体积分数/压缩因子（V j /C j）”，“压缩因子”的物理意义为实际气体体积分数与理想气体体积分数的差别，“体积分数/压缩因子（V j /C j）”就相当于把实际气体体积分数折算成理想气体体积分数。
2、计算混合物中第j种组分的“摩尔分数X j”。
101j j j j j jV CX V C ==∑3、 计算1 mol 混合物中第j 种组分的高位发热量。
HS j ×X j4、 计算1 mol 混合物的高位发热量。
101()jj j HSX =⨯∑5、 计算在P 压力、T 温度下的高位体积发热量，计算公式：101()8.31451j j j PHS HS X T ==⨯⨯⨯∑ MJ/m 3式中：为天然气混合物的气体常数R 。
6、 计算在P 压力、T 温度下的低位体积发热量，与高位体积发热量相似，从步骤1到步骤5，只不过把步骤3、4、5中的高位发热量换成低位发热量。
性能计算中用到的是天然气的低位发热量，燃烧室的能量平衡关系公式为：GM air ?h 2+GM fuel ?Q l ?ηcb =(GM air +GM fuel )?h 3式中：GM air — 燃烧室的空气摩尔流量 h 2 — 压气机出口空气焓 GM fuel —燃烧室的燃料摩尔流量 Q l — 燃料的低位发热量 ηcb — 燃烧室的燃烧效率 h 3 —燃气透平进口燃气焓上式中燃料的低位发热量Q l 单位为MJ/kMol ，所以3122.4/36.37/22.4/814.688/Q HI L Mol MJ m L Mol MJ kMol =⨯=⨯=，其中Mol 为天然气在标准状态下的摩尔体积。
由于Q 1单位为MJ/kMol ，所以在计算天然气的低位发热量时，统一使用标准状态下的压力P 和温度T 计算HI ，其目的是能够使用标准状态下天然气的摩尔体积Mol 。
气体的节流过程和绝热膨胀过程[1]
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绵阳师范学院本科生毕业论文（设计）题目气体的绝热膨胀和节流过程探讨专业物理学院部物理与电子工程学院学号 04姓名李飞指导教师廖碧涛讲师答辩时间 2011年5月论文工作时间： 2010 年 11 月至 2011 年 05 月气体的绝热膨胀过程和节流过程探讨学生: 李飞指导教师: 廖碧涛摘要：目前低温技术越来越受到人们的关注，低温制冷技术已经广泛应用于气象，军事，航空航天，低温电子技术，低温医学领域等。
气体的绝热膨胀和节流过程是获得低温的两种途径。
在绝热的条件下高压气体经过多孔塞或节流阀流到低压一边的稳定流动过程称为节流过程。
测量气体在多孔塞或节流阀两边的温度表明，在节流过程前后，气体的温度发生了变化，这效应称为焦耳-汤姆逊效应，简称焦-汤效应。
这是焦耳和汤姆逊在1852年用多孔塞实验研究气体内能时发现的。
绝热膨胀是指与外界没有热量交换，但气体对外界做功，气体膨胀。
根据热力学第一定律，可证明这是等熵过程，在这个过程中气体体积增大，压强降低，因而温度降低。
所以绝热膨胀经常用于降低气体的温度，起到冷冻的效应。
本篇文章主要是对理想气体和范德瓦耳斯气体在节流过程和绝热膨胀两种过程中热力学特征以及各状态函数变化的研究，得出各状态参量的变化情况。
加深对节流过程和绝热膨胀过程的理解和认识。
节流过程和绝热膨胀过程制冷都有着各自的优点和缺点，将节流过程和绝热膨胀过程结合使用可以充分弥补各自的缺点，发挥优点，达到极好的制冷效果，获得低至1K的低温。
目前节流过程和绝热膨胀过程被广泛运用与化工生产中。
关键词低温；绝热膨胀；节流过程；焦耳一汤姆孙效应The Insulation the Expansion Process and inThe Throttling process toUndergraduate: Li feiSupervisor: Liao BitaoAbstract：At present technology has been getting refrigeration technology is widely applied to meteorological, military, the cooler the air space and technology, medicine, etc. low temperatures.Of hot gas expands and throttling process is a low temperature two ways.In the insulation of high pressure gas after the plug or throttling the valve to the stability of the low side of the current process is called the throttling process. the gas or throttling the valve in the plug on the temperature that, in the throttling process, the temperature of the gas has changed, the effect is called joule - thompson, short dark - soup joule and effect. thompson is in the membrane in the plug experimental research on the gas can find. insulation expansion is from outside world and no calories But gas to do work, expansion of gases. according to law of thermodynamics to the first, but that this is the process of entropy, volume of gas, lower pressure and temperature is lower. therefore, the insulation is often used for lowering the temperature of the gas, to freeze effect. this article is in an ideal gas and vande gas in the throttling process and the insulation the expansion process thermodynamics characteristics and the condition function That the state the throttling process and the insulation. the expansion process of refrigeration have their respective advantages and disadvantages, will the throttling process and the insulation the expansion process can be used for their faults and virtues, a chilling effect, the low temperatures. in addition, 1k in temperatures constant concern and to explore technology, The throttling process and the insulation the expansion process was widely used and chemical production.Key words:Temperatures；Insulation expansion；The throttling process Joule and tom effect.目录引言 (1)1节流过程和绝热膨胀过程 (1)节流过程 (1)节流过程的定义及特征 (1)焦耳-汤姆逊效应 (2)绝热膨胀过程 (4)绝热膨胀的定义 (4)绝热膨胀的特征 (5)2理想气体的绝热膨胀和节流过程 (6)理想气体的绝热膨胀过程 (6)理想气体的节流过程 (8)3范德瓦尔斯气体的绝热膨胀和节流过程 (8)范德瓦耳斯气体的绝热膨胀 (8)范德瓦耳斯气体的节流过程 (9)4绝热膨胀与节流过程的比较和应用 (11)绝热膨胀与节流过程的比较 (11)两种过程获得低温的优缺点 (11)绝热膨胀和节流过程的应用 (12)结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12参考文献 (13)致谢 (14)引言低温制冷技术在已经在各领域的到广泛应用；有研究表明，寿命与环境温度的关系非常密切，如青蛙生活在2℃的水中的寿命，比它在21℃的水中高出960倍。
气体绝热节流膨胀制冷
1、绝热节流过程节流是高压流体气体、液体或气液混合物)在稳定流动中，遇到缩口或调节阀门等阻力元件时由于局部阻力产生，压力显著下降的过程。
节流膨胀过程由于没有外功输出，而且工程上节流过程进行得很快，流体与外界的热交换量可忽略，近似作为绝热过程来处理。
根据稳定流动能量方程:δq=dh+δw（2.1）得出绝热节流前后流体的比焓值不变，由于节流时流体内部存在摩擦阻力损耗，所以它是一个典型的不可逆过程，节流后的熵必定增大。
绝热节流后，流体的温度如何变化对不同特性的流体而言是不同的。
对于任何处于气液两相区的单一物质，节流后温度总是降低的。
这是由于在两相区饱和温度和饱和压力是一一对应的，饱和温度随压力的降低而降低。
对于理想气体，焓是温度的单值函数，所以绝热节流后焓值不变，温度也不变。
对于实际气体，焓是温度和压力的函数，经过绝热节流后，温度降低、升高和不变3种情况都可能出现。
这一温度变化现象称为焦耳-汤姆逊效应，简称J-T效应。
2、实际气体的节流效应实际气体节流时，温度随微小压降而产生的变化定义为微分节流效应，也称为焦耳-汤姆逊系数:αh=（ɑＴ／ɑｐ）２．２）αh＞０表示节流后温度降低，αh<0表示节流后温度升高。
当压降（P2-P1）为一有限数值时，整个节流过程产生的温度变化叫做积分节流效应：ΔTh=T2-T1=ƒp2p1αhdp（2.3）理论上，可以使用热力学基本关系式推算出αh的表达式进行分析。
有焓的特性可知：dh=cpdT-[T(αv/aT)p-v]dp(2.4)由于焓值不变，dh=0，将上式移项整理可得：αh=（αT/αp）h=1/cp[T(αv/αT)p-v](2.5)由式（2.3）可知，微分节流效应的正负取决于T(αv/aT)p和v的差值。
若这一差值大于0，则αh＞０节流时温度降低；若等于0则αh=０，节流时温度不变；若小于0则αh<０，节流时温度升高。
从物理实质出发，可以用气体节流过程中的能量转化关系来解释着三种情况的出现，由于节流前后气体的焓值不变，所以节流前后内能的变化等于进出推动功的差值：u2-u1=p1v1-p2v2气体的内能包括内动能和内位能两部分，而气体温度是降低、升高、还是不变，仅取决于气体内动能是减小、增大、还是不变。
水暖的天然气损耗计算公式
水暖的天然气损耗计算公式在日常生活中，天然气被广泛应用于家庭供暖、烹饪和热水等方面。
然而，天然气的使用量和损耗是需要我们关注的问题。
特别是在水暖领域，天然气的损耗直接影响到供暖效果和能源消耗。
因此，了解和计算水暖的天然气损耗是非常重要的。
水暖的天然气损耗主要受到以下几个因素的影响：管道长度、管道直径、气体流速、气体密度和温度等。
为了更好地理解和计算水暖的天然气损耗，我们可以使用下面的公式来进行计算：Q = 3.14 d^2 V T P / (3600 1000000)。
在这个公式中，Q代表天然气的损耗量，单位为立方米/小时；d代表管道直径，单位为米；V代表气体流速，单位为米/秒；T代表气体的温度，单位为摄氏度；P代表气体的压力，单位为帕斯卡。
首先，我们需要测量管道的长度和直径。
然后，我们需要了解天然气的流速、温度和压力。
接下来，我们就可以使用上述公式来计算水暖的天然气损耗了。
在实际应用中，我们可以根据具体情况对公式进行调整。
比如，如果需要计算一定时间内的天然气损耗量，我们可以将公式中的Q乘以时间来得到总损耗量。
另外，如果管道长度较长或者直径较小，我们还可以考虑加入一些修正系数来提高计算的准确性。
除了使用上述公式进行计算，我们还可以通过一些实际的措施来降低水暖的天然气损耗。
首先，我们可以选择合适直径的管道，以减小气体流速和损耗量。
其次，我们可以增加保温层来降低管道的散热损耗。
此外，定期检查和维护管道也是非常重要的，以确保管道的畅通和密封性。
总的来说，水暖的天然气损耗是一个需要我们关注和重视的问题。
通过了解和计算天然气的损耗量，我们可以更好地控制能源消耗，提高供暖效果，减少能源浪费。
同时，通过一些实际的措施，我们也可以降低水暖的天然气损耗，实现节能减排的目标。
希望通过本文的介绍，读者们能够更加重视水暖的天然气损耗问题，并采取相应的措施来改善和优化水暖系统的运行。
理想气体绝热节流
理想气体绝热节流
理想气体绝热节流是指稳态稳流的流体快速流过狭窄断面，来不及与外界换热也没有功量的传递的过程。
绝热节流前后焓相等，即能量数量相等，理想气体在绝热节流前后的温度是不变的。
实验发现，实际气体节流前后的温度一般会发生变化，这种现象叫焦耳-汤姆逊效应（简称焦-汤效应），造成这种现象的原因是因为实际气体的焓值不仅是温度的函数，而且也是压力的函数。
在实际的工程应用中，由于气体经过阀门等流阻元件时，流速大时间短，来不及与外界进行热交换，可近似地作为绝热过程来处理，称为绝热节流。
理想气体的绝热节流过程在工程热力学中也有广泛的应用。
如果你想了解更多关于理想气体绝热节流的信息，可以继续向我提问。
天然气低温运行危害浅析
天然气低温运行危害浅析摘要：本文根据焦耳—汤姆逊节流效应的原理，从理论上分析了赵家庄门站管线的运行温度。
并结合赵家庄门站实际运行经验就天然气低温运行的危害及解决方法进行浅析。
关键词：天然气；低温运行；节流效应大管径、高压力、长距离是当前世界上天然气长输管线的发展趋势。
为促进我国能源结构的优化和调整，提高天然气在一次能源消费中的比例，起点16MPa、全长4200 km里的西气东输一线工程应运而生。
作为西气东输管道公司的第一个签约城市，郑州市在第一时间用上了西气东输天然气，6年来西气东输天然气为郑州市的建设提供了强劲的动力支持。
但是由于干线压力过高，而城市管网的承压能力有限，故天然气必须经过调压后才能使用。
调压过程中产生的绝热节流效应使天然气的温度骤降，给管网的安全运行带来隐患。
1节流效应气体在管道中流过突然缩小的截面，产生强烈的涡流，压力下降，而又未及与外界进行热量交换的过程称为绝热节流，简称节流。
绝热节流过程中，在缩孔附近由于流速增加、比焓下降，流体在通过缩孔时动能增加、压力下降，产生的强烈扰动和摩擦使增加的动能转变为热能又为流体所吸收，因此流体在绝热节流前的比焓等于绝热节流后的比焓。
绝热节流过程是不可逆过程，在过程中流体处于非平衡状态，没有确定的状态参数，但可取节流前后流体处于平衡的状态进行研究。
在离节流点足够远的两个截面上，气体处于平衡状态，压力，比体积绝热节流效应常用温度下降与压力下降数值的比表示，其值称为绝热节流系数。
气体绝热节流系数是气体的物性参数，与气体的具体状态有关。
根据气体绝热节流系数的定义，由节流过程热力学关系式、节流前后状态焓值和实际气体状态方程，推导出节流系数的计算式。
焓的热力学微分方程为：由于，则绝热节流系数为：（1）应用BWRS方程（实际气体状态方程）求出式（1）中的偏导数，将偏导数计算式和实际气体定压比热容计算式代人节流系数计算式，当气体的压力、温度给定条件下，即可计算出气体的绝热节流系数。
什么叫节流？为什么节流后流体温度一般会降低？
什么叫节流？为什么节流后流体温度⼀般会降低？什么叫节流？为什么节流后流体温度⼀般会降低？当⽓体或液体在管道内流过⼀个缩孔或⼀个阀门时，流动受到阻碍，流体在阀门处产⽣漩涡、碰撞、摩擦。
流体要流过阀门，必须克服这些阻⼒，表现在阀门后的压⼒P2⽐阀门前的压⼒P1低得多。
这种由于流动遇到局部阻⼒⽽造成压⼒有较⼤降落的过程，通常称为“节流过程”。
实际上，当流体在管路及设备中流动时，也存在流动阻⼒⽽使压⼒有所降低。
但是，它的压⼒降低相对较⼩，并且是逐渐变化的。
⽽节流阀的节流过程压降较⼤，并是突然变化的。
在节流过程中，流体既未对外输出功，⼜可看成是与外界没有热量交换的绝热过程，根据能量守恒定律，节流前后的流体内部的总能量(焓)应保持不变。
但是，组成焓的三部分能量：分⼦运动的动能、分⼦相互作⽤的位能、流动能的每⼀部分是可能变化的。
节流后压⼒降低，质量⽐容积增⼤，分⼦之间的距离增加，分⼦相互作⽤的位能增⼤。
⽽流动能⼀般变化不⼤，所以，只能靠减⼩分⼦运动的动能来转换成位能。
分⼦的运动速度减慢，体现在温度降低。
当⽓体节流后，由于压⼒降低，⽓体体积膨胀，分⼦间的距离增⼤，分⼦间的位能增加，相应的动能减⼩，⽽分⼦的动能⼤⼩可反映出温度的⾼低，所以，⼀般情况下，⽓体节流后温度总是有所降低。
并不是所有流体节流膨胀后会降温的。
⽐如氢⽓会升温。
⽤⽓态⽅程解释节流过程是不合适的，因为⽓态⽅程的表达中，没有考虑能量的变化，⽽温度的升⾼与降低，是与物质的能量相关的。
对于⼤部分⽓体，由于节流过程是⼀个减压膨胀过程，这时⽓体通过膨胀对外作功，体系内能降低，温度也就下降了。
对于分⼦量⾮常⼩的⽓体，则不适⽤此解释。
对于⽓体来说：节流的温度升⾼还是降低，跟焦⽿汤姆逊系数有关，跟⽬前的状态有关（P，V）；即⽓体节流温度降低和升⾼要看节流前⽓体状态。
如氢⽓和氦⽓，节流后温度增加的。
所以氢⽓的泄露危险性⽐较⾼的原因也是因为这样。
因为氢⽓节流温度升⾼产⽣⽕焰或者爆炸。
天然气物性参数及管线压降与温降的计算
整个计算过程的公式包括三部分：一．天然气物性参数及管线压降与温降的计算 二．天然气水合物的形成预测模型 三．注醇量计算方法一．天然气物性参数及管线压降与温降的计算 天然气分子量标准状态下，1kmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量，简称分子量。
∑=ii M y M(1) 式中 M —气体的平均分子量，kg/kmol ；y i —气体第i 组分的摩尔分数；M i —气体第i 组分的分子量，kg/kmol 。
天然气密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
按下面公式计算： 0℃标准状态∑=i i M y 14.4221ρ (2) 20℃标准状态∑=i i M y 055241.ρ (3) 任意温度与压力下∑∑=ii ii V y M y ρ(4)式中 ρ—混合气体的密度，kg/m 3；ρi —任意温度、压力下i 组分的密度，kg/m 3； y i —i 组分的摩尔分数；M i —i 组分的分子量，kg/kmol ； V i —i 组分摩尔容积，m 3 /kmol 。
天然气密度计算公式gpMW ZRTρ= (5)天然气相对密度天然气相对密度Δ的定义为：在相同温度，压力下，天然气的密度与空气密度之比。
aρρ∆=(6) 式中 Δ—气体相对密度；ρ—气体密度，kg/m 3； ρa —空气密度，kg/m 3，在P 0=101.325kPa ，T 0=273.15K 时，ρa =1.293kg/m 3；在P 0=101.325kPa ，T 0=273.15K 时，ρa =1.293kg/m 3。
因为空气的分子量为28.96，固有28.96M∆=(7) 假设，混合气和空气的性质都可用理想气体状态方程描述，则可用下列关系式表示天然气的相对密度28.96gg ga a pMW MW MW RT pMW MW RT∆===(8) 式中 MW a —空气视相对分子质量；MW g —天然气视相对分子质量。
天然气的虚拟临界参数任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时，无论压力增加到多大，都不能使气体液化。
绝热节流系数
绝热节流系数绝热节流系数或者称热抗性系数，是衡量一个物体的热导率的量度，用来描述物体的热传导性。
它提供了测量物体内部由热源传播的能力的重要指标。
它可以被用于研究物体的温度场，并使用此信息来预测物体表面的温度分布。
它还可以用来计算物体内外温度差和物体温度恒定的时间。
绝热节流系数是一种重要的物理指标，它可以用来估计物体的热抗性，从而提供了更准确的热结构分析。
它能够让工程师能够以较低的成本分析物体的热行为并找到最佳的设计方案。
定义：绝热节流系数定义为物体内部热量传播与物体表面热量传播之间的比率。
一般来说，绝热节流系数越大，表明物体表面热量传播越快，内部热量传播受到抑制。
绝热节流系数的实际定义是：比热传导系数与对应等温热传导系数的比值，即ζ = k/κ。
其中ζ为绝热节流系数，k为比热传导系数，κ为对应等温热传导系数。
测量原理：绝热节流系数可以通过辐射热过程中的应力计算得出，也可以通过温度计算出。
温度测量方法包括使用比较温度和计时热过程，以及使用温度计测量表面温度和内部温度。
应用：绝热节流系数有很多应用，例如用于热传输系统的设计，以及在热水器、压缩机、冷却器、换热器和换热器的设计和分析中都会使用到绝热节流系数。
它还可以用来计算热接触器的绝热节流以改善物体的热导性和温度控制。
同样的，它还可以用来优化电子元件的热散热设计，以降低电子元件的温度。
结论：绝热节流系数是一个重要的物理指标，用于衡量物体内部热传导能力的大小。
它可以被用于热传输系统的设计，也可以用于电子元件的热散热优化。
此外，它也可以用于改善物体表面温度分布、计算物体内外温度差、以及计算物体温度恒定的时间。
总之，绝热节流系数提供了一种简单而可靠的方法来测量物体的热传导性，为工程师提供了重要的热结构分析指标。
温降计算
埋地电伴热输气管线的热力计算金卓（陕西管理处，陕西榆林，719000）摘要：本文根据流体在多层圆筒壁圆管中流动的传热学理论，建立了埋地电伴热输气管线的热力计算公式，给出了相应的数值计算方法，并进行了实例计算。
结果表明：数值计算的管道出口温度与实际测得的管道出口温度的相对百分比误差在5%以内，验证了本文给出热力计算公式及相应数值计算方法的准确性。
关键词：天然气，电伴热，热力计算1. 传热学的基本理论热量在温度差作用下从一个物体传递至另一个物体，或者在同一物体的各个部分之间进行传递的过程称为传热。
按照传热的不同机理可将传热划分为三种基本方式：热传导（导热）、热对流和热辐射，工程上经常遇到高温的运动流体将热量通过固体壁面传递给壁面另一侧低温流体的热量传递形式，将其称为传热过程。
圆筒壁的导热模型：内外壁面均保持恒定的温度，即忽略轴向导热，认为热量只沿径向传递，属于一维稳态导热，对于多层圆筒壁的稳态导热，要求相邻两层间的接触紧密无间隙，下图为三层圆筒壁稳态传热过程。
图1 三层圆筒壁运用串联热阻叠加的原理，可得到图1所示的流体在多层圆筒壁圆管中流动的导热热流量()()()()142113224332ln //ln //ln //t t LQ d d d d d d πλλλ-=++ （1）式中：t 3—第二层圆筒壁外壁温度，℃；t 4—第三层圆筒壁外壁温度，℃； d 3—第二层圆筒壁外直径，m ； d 4—第三层圆筒壁外直径，m ；λ1、λ2、λ3—第一、第二、第三层圆筒壁导热系数，W/(m·℃)。
2. 土壤温度场的模型建立土壤温度场的求解过程特别复杂，为了简单起见，忽视了在同一深度的地层温度变化的水平，并视为均匀半无限的物体，只考虑纵向深度方向的发展情况，求解一维非稳态导热温度场的问题，建立了土壤温度场的数学模型，即导热微分方程与边界条件如下：22ttx ατ∂∂=∂∂ τ>0，0<x <H （2） 边界条件：()20,000,2cos,0H f f f tx t t x f x x x H T T t A Tλαπθττ∂=-=->=∂=====> （3）式中：x —土壤深度，m ；α—土壤的热扩散系数，m 2/s ；α2—地表与大气间的对流换热系数，W/(m 2·K)； T H —土壤恒温层的温度，℃； t f —任意时刻大气温度，℃； H —地表到恒温层的深度，m ； A f —大气温度波的振幅，℃； θf —过余温度，℃；λ—土壤导热系数，W/（m·K ）。
39下 气体绝热节流_制冷与低温技术原理
p1 )
hp
p1
h
0
p2
Δ hT
2 1Δ
x=0
x=1
a) T-s图
s
积分节流效应
x=1 x=0
T ΔTh
b) h-T图
气体绝热节流
T T2 -T1
p2 p1
h
dp
h(
p2
p1 )
hp
解析解
h
T P
h
1 cp
T
v T
p
v
实验公式
h
(a
0
b0
p)
273
2
T
作图法
T
p1
p2
1
气体绝热节流
思考题
微分节流效应、积分节流效应、等温 节流效应各代表什么？如何表示？
+1.30
氧
+3.16
+0.31
氢
-3.06
-0.3
氮
+2.65
+0.26
氦
-6.08
-0.596
气体绝热节流
h
T p
h
dh
c p dT
T
v T
p
v
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dp
dh 0
h
T P
h
1 cp
T
v T
p
v
气体绝热节流
实际气体：
h
T P
h
1 cp
T
v T
p
0
h =常数 2
ΔTh
x=0
x=1
a) T-s图
s
p1
h
0
p2
绝热节流
理论课教案教案编号
编写教师
审核教师审核日期
教学班级
教学日期2015年月日
课程名称热工理论及应用
课题：第四章蒸汽的流动
4-4绝热节流及其应用
教学目标：1．掌握绝热节流过程的特性及参数的变化规律；
2了解节流现象的工程应用
教学重点：绝热节流实际应用
教学难点：绝热节流计算
教学方法：讲授法、练习法
其它说明：
时间分配教学组织1分钟小结与作业5分钟引入新课4分钟分钟讲解新课80分钟分钟
课后记事
教学内容教学方法[复习引入]
略。
[讲解新课]
第四章蒸汽的流动
§4-4 绝热节流及其应用
一、绝热节流的概念
流体在管道中流过突然缩小的截面，而又未及与外界进行热量交换的过程。
二、绝热节流的一般分析
1. 过程的基本特性
h1＝h2
2. 节流过程分析
节流后，焓不变、温度不变、压力降低、比容增大，由于是不可逆绝热过
程，节流后熵的值增大。
节流前后焓不变，但温度有三种可能，即升高、不变或降低。
绝热节流引起的温度变化，称绝热节流温度效应。
节流后温度升高，称为热效应；节流后温度降低，称为冷效应；节流前后温度不变，称为零效应，所有理想气体都是零效应。
三、实际应用
1、利用节流降低工质的压力
2、利用节流测定蒸汽的流量
3、利用节流减少汽轮机汽封系统的蒸汽泄漏量。
4. 利用节流调节汽轮机的功率
[小结与作业]
1．绝热节流概念及其应用；
2．作业：4-6、4-15
讲授练习。