節流(工程熱力學術語)

管道中流動的流體經過通道截面突然縮小的閥門、狹縫及孔口等部分後發生壓力降低的現象稱為節流。工程上常用節流過程控制流體的壓力，還可利用節流時壓力降低與流量的對應關係製成流量計等。

基本介紹

• 中文名：節流
• 外文名：throttle
• 簡介：流體在管道內流動，
• 節流現象：流經閥門、孔板等設備
• 原理：：高壓氣體經過小孔

工程熱力學範疇

絕熱節流

工程上經常遇到蒸汽流經孔板、閥門等設備時壓力降低，均為蒸汽的節流。因為縮處存在著摩擦，使部分動能轉換為摩擦熱，所以蒸汽節流時，其狀態和參數都發生變化。

熱力學中的節流

流體在管道里流動時，有時，由於局部阻力，使流體壓力降低，這種現象稱為節流現象。

節流現象通常由以下幾方面原因造成：

①節流裝置安裝不正確

②被測流體工作狀態的變動

③孔板入口邊緣的磨損

④導壓管安裝的不正確或有堵塞滲漏等現象

⑤差壓計安裝和使用不正確

節流膨脹

較高壓力下的流體（氣或液）經多孔塞（或節流閥）向較低壓力方向絕熱膨脹過程稱為節流膨脹。

1852年，焦耳和湯姆遜設計了一個節流膨脹實驗，使溫度為T₁的氣體在一個絕熱的圓筒中由給定的高壓p₁經過多孔塞（如棉花、軟木塞等）緩慢地向低壓p₂膨脹。多孔塞兩邊的壓差維持恆定。膨脹達穩態後，測量膨脹後氣體的溫度T₂。他們發現，在通常的溫度T₁下，許多氣體（氫和氦除外）經節流膨脹後都變冷（T₂<T₁）。如果使氣體反覆進行節流膨脹，溫度不斷降低，最後可使氣體液化。

節流膨脹是工業上液化氣體的一個重要方法。例如林德（Linde）法。根據熱力學原理，在焦耳-湯姆遜實驗（Joule-Thomsen’s experiment）中系統對環境做功-W=p₂V₂-p₁V₁，V₁及V₂分別為始態和終態的體積。Q=0，故ΔU=-(p₂V₂-p₁V₁）；U₂+p₂V₂=U₁+p₁V₁；即H₂=H₁。所以焦耳-湯姆孫實驗（簡稱焦湯實驗）的熱力學實質是焓不改變，或者說它是一個等焓過程（isenthalpic process）。

鑒於1843年，焦耳的自由膨脹實驗不夠精確，1852年焦耳和湯姆遜設計了一個節流膨脹實驗來觀察實際氣體在膨脹時所發生的溫度變化。實驗如下：在一個圓形絕熱筒的中部，置有一個剛性的多孔塞，使氣體通過多孔塞緩慢地進行節流膨脹，並且在多孔塞的兩邊能夠維持一定的壓力差，實驗時，將壓力和溫度恆定為p₁和t₁的某種氣體，連續地壓過多孔塞，使氣體在多孔塞右邊的壓力恆定為p₂，且p₁>p₂。由於多孔塞的孔很小，氣體只能緩慢地從左側進入右側，從p₁到p₂的壓力差基本上全部發生在多孔塞內，由於多孔塞的節流作用，可保持左室p₁部分和右室低壓p₂的部分壓力恆定不變，即分別為p₁與p₂。這種維持一定壓力差的絕熱膨脹過程叫做節流膨脹。