AlexZhirnov (08 Январь 2015 - 01:48) писал:
Фант, Алекс не предполагает. Алекс сказал что охлаждаются и нагреваются. Если помните, то первый раз про Тинв Алекс написал, ссылаясь на картинку климатора. А великий ВШ говорил: "Хочу получаю холод, хочу - тепло". Подсказок недостаточно? Смотрим опять на колокол. А что если начать газ расширять за колоколом. Что он будет делать?
Кривая инверсии (колокол) характеризует изменение температуры газа в процессе дросселирования (стравливания). Эта кривая не имеет никакого отношения к охлаждению воздуха при объемном расширении. Разница в эффектах - гигантская. Например, воздух при объемном расширении с 2 бар до 1 бар (цилиндр с поршнем) охлаждается на 54 градуса, а при дросселировании с тех же 2 бар до 1 бар температура воздуха понижается всего на 0,25 градуса, то есть практически остается неизменной.
И сразу вопрос: почему же воздух при струйном расширении толком не охлаждается ?
Потому, что при дросселировании происходят одновременно два процесса. Один - это расширение, которое должно сопровождаться охлаждением, а второй - это торможение выхлопной струи, которое сопровождается выделением тепла. В итоге, эффект охлаждения компенсируется эффектом нагревания. В случае идеального газа - компенсация 100 %. В случае воздуха - нарушение теплового баланса всего в 0,5 %.
Самое же странное - это то, что газодинамики и криогенщики имеют разную точку зрения на процесс истечения газа.
Газодинамики уверены, что газ при струйном истечении интенсивно охлаждается. В самой узкой части сопла охлаждение максимально, и только по мере последующего торможения струи температура газа возвращается к исходной.
Холодильщики же знают из своей многолетней практики, что вылетающий из сопла газ имеет ту же температуру, которая была у него в баллоне. Охлаждение возможно только на эти ничтожные 0,25 градуса на 1 бар падения давления (для воздуха).
А что означает отсутствие охлаждения газа при разгоне в сопле ?
Оно с неизбежностью означает отсутствие расширение газа в выхлопной струе и отсутствие падения статического давления.
Если бы давление и плотность газа понижались бы в струе, то он бы обязательно охлаждался.
Стало быть, теорема Бернулли неприменима к газовому струйному истечению. Строго говоря, сам Даниил Бернулли считал, что газ при истечении не охлаждается. Гипотезу о струйном охлаждении газа приписали Бернулли в более поздние времена.
Возвращаясь к вопросу "куда девается энергия сжатого газа при дросселировании", вспоминаем, что процесс истечения происходит не в безвоздушном пространстве, а в условиях окружающей атмосферы. Так вот энергия сжатого газа расходуется на работу против сил атмосферного давления. Эта работа равна А = Ратм * (Vр - Vс), где Vс - объем сжатого воздуха, Vр - объем газа после его расширения в атмосфере.
На Земле любые газовые процессы происходят с участием атмосферы, то есть мы имеем дело с открытой термодинамической системой.