節(jié)流元件

節(jié)流元件，壓縮式制冷系統(tǒng)中的基本部件之一。其功能是把來自冷凝器的高壓制冷劑液體降壓成低壓低溫制冷劑,并進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱。主要有毛細(xì)管、節(jié)流短管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、浮球閥等。有的同時具有自動調(diào)節(jié)流量功能,如熱力膨脹閥、電子膨脹閥。

由于節(jié)流閥的流量不僅取決于節(jié)流口面積的大小，還與節(jié)流口前后的壓差有關(guān)，閥的剛度小，故只適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化很小且速度穩(wěn)定性要求不高的場合。

對于執(zhí)行元件負(fù)載變化大及對速度穩(wěn)定性要求高的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，必須對節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償來保持節(jié)流閥前后壓差不變，從而達(dá)到流量穩(wěn)定。

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

1852年，焦耳和湯姆遜設(shè)計了一個節(jié)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(jīng)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恒定。膨脹達(dá)穩(wěn)態(tài)后，測量膨脹后氣體的溫度T₂。他們發(fā)現(xiàn)，在通常的溫度T₁下，許多氣體（氫和氦除外）經(jīng)節(jié)流膨脹后都變冷（T₂ 1）。如果使氣體反復(fù)進(jìn)行節(jié)流膨脹，溫度不斷降低，最后可使氣體液化。

節(jié)流膨脹是工業(yè)上液化氣體的一個重要方法。例如林德（Linde）法。根據(jù)熱力學(xué)原理，在焦耳-湯姆遜實驗（Joule-Thomsen’s experiment）中系統(tǒng)對環(huán)境做功-W=p ₂V ₂-p ₁V ₁，V ₁及V ₂分別為始態(tài)和終態(tài)的體積。Q=0，故ΔU=-(p ₂V ₂-p ₁V ₁）；U ₂ p ₂V ₂=U ₁ p ₁V ₁；即H ₂=H ₁。所以焦耳-湯姆孫實驗（簡稱焦湯實驗）的熱力學(xué)實質(zhì)是焓不改變，或者說它是一個等焓過程（isenthalpic process）。

鑒于1843年，焦耳的自由膨脹實驗不夠精確，1852年焦耳和湯姆遜設(shè)計了一個節(jié)流膨脹實驗來觀察實際氣體在膨脹時所發(fā)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(jìn)行節(jié)流膨脹，并且在多孔塞的兩邊能夠維持一定的壓力差，實驗時，將壓力和溫度恒定為p ₁和t ₁的某種氣體，連續(xù)地壓過多孔塞，使氣體在多孔塞右邊的壓力恒定為p ₂，且p ₁>p ₂。由于多孔塞的孔很小，氣體只能緩慢地從左側(cè)進(jìn)入右側(cè)，從p ₁到p ₂的壓力差基本上全部發(fā)生在多孔塞內(nèi)，由于多孔塞的節(jié)流作用，可保持左室p ₁部分和右室低壓p ₂的部分壓力恒定不變，即分別為p ₁與p ₂。這種維持一定壓力差的絕熱膨脹過程叫做節(jié)流膨脹。2100433B