节流膨胀和绝热膨胀的区别

实际气体的节流

通常把高压流体经管道中的小孔后压力显著降低的过程称为节流。节流孔径越小，局部阻力越大，节流后的压力变化也越大，反之就越小。（通常用调节阀代替固定节流孔）

从能量转换的观点看，由于气体经过节流小孔时，流速大、时间短，来不及与外界进行热交换，因此节流过程可以近似看作绝热过程。因为节流时有摩擦力损失，所以节流过程是不可逆的。气体在节流时，即无能量输出，也无能量输出所以节流前后的能量保持不变，即节流前后的焓值相等，这是节流过程的基本特点。

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焓的理解

焓：某一状态下气体内能和流动功之和。

理想气体的焓值只是温度的函数，根据节流前后的焓值不变，理想气体节流前后温度是不变的。

由于实际气体的焓值是温度和压力的函数，实际气体节流后温度变化有三种情况：降温、升温、温度不变。（很多人都觉得节流只能降温）

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气体节流转化曲线

通常我们把节流后温度不变的这个节流前温度称之为“转化温度”，与此相对应的压力称之为“转化压力”。

一个压力一般对应有两个转化温度，即上转化温度（在气相）和下转化温度（在液相）。

当一个压力只对应一个转化温度时，我们称这个转化压力为最大转化压力。大于最大转化压力时，无转化温度。

如果将各压力下对应的转化温度绘成曲线，这曲线就是所谓的气体节流转化曲线。

节流转化曲线十分清楚地告诉我们节流前参数如何选择，要使气体节流后降温，节流前压力应小于最大转化压力，节流前温度必须在上、下转化温度之间，否则节流后不会制冷。

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问题

气体节流后为什么会具有制冷能力，这种说法不是与常说的节流不产生冷量相矛盾了吗？

其实在气体压缩过程中，就将压缩功转化成热量传给环境介质，同时气体压缩后内能减少（焓下降）。所以说气体节流后的制冷能力是在等温压缩时获得的，节流本身不具备这个能力，只是节流将这一制冷能力表现出来了。

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气体的绝热膨胀

气体的绝色（等熵）膨胀是在膨胀机中完成的，膨胀过程对外做功。膨胀后气体体积增大、位能增加，在绝热条件下提供这部分能耗只能靠气体降温、减少动能来实现，所以气体绝热膨胀温度总是下降的。

在热力学中，常用熵的变化来判断过程的方向。熵的变化量为零表示绝热过程；熵的变化量大于零表示吸热过程；熵的变化量小于零表示放热过程。

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节流与绝热膨胀的比较

气体绝热膨胀后的制冷量等于等温节流的制冷量与对外做功之和，其产生的冷量和温降大大超过节流膨胀。

实际上，气体绝热膨胀过程同样存在着机械摩擦和传热，其过程也是一个等熵的过程，只是绝热膨胀过程的熵曾远小于节流膨胀的熵增。

在实际方面，节流过程用节流阀，结构比较简单，也便于调节；而等熵膨胀则用膨胀机，结构复杂。

节流阀可以在气液两相区工作，节流阀出口允许有很大的带液量；但可以带液的两相膨胀机还在研制和使用阶段，其带液量也不能很大。因此，节流膨胀和等熵膨胀的这两个过程在制冷设备中都有用，它们的选择需根据具体条件而定。