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节流

工程热力学术语

管道中流动的流体经过通道截面突然缩小的阀门、狭缝及孔口等部分后发生压力降低的现象称为节流。工程上常用节流过程控制流体的压力，还可利用节流时压力降低与流量的对应关系制成流量计等。

工程热力学范畴
工程上经常遇到蒸汽流经孔板、阀门等设备时压力降低，均为蒸汽的节流。因为缩处存在着摩擦，使部分动能转换为摩擦热，所以蒸汽节流时，其状态和参数都发生变化。
热力学中的节流
流体在管道里流动时，有时，由于局部阻力，使流体压力降低，这种现象称为节流现象。
节流现象通常由以下几方面原因造成：
①节流装置安装不正确
②被测流体工作状态的变动
③孔板入口边缘的磨损
④导压管安装的不正确或有堵塞渗漏等现象
⑤差压计安装和使用不正确
节流膨胀
较高压力下的流体（气或液）经多孔塞（或节流阀）向较低压力方向绝热膨胀过程称为节流膨胀。
1852年，焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验，使温度为T1的气体在一个绝热的圆筒中由给定的高压p1经过多孔塞（如棉花、软木塞等）缓慢地向低压p2膨胀。多孔塞两边的压差维持恒定。膨胀达稳态后，测量膨胀后气体的温度T2。他们发现，在通常的温度T1下，许多气体（氢和氦除外）经节流膨胀后都变冷（T2膨胀，温度不断降低，最后可使气体液化。
节流膨胀是工业上液化气体的一个重要方法。例如林德（Linde）法。根据热力学原理，在焦耳-汤姆逊实验（Joule-Thomsen’s experiment）中系统对环境做功-W=p2V2-p1V1，V1及V2分别为始态和终态的体积。Q=0，故ΔU=-(p2V2-p1V1）；U2+p2V2=U1+p1V1；即H2=H1。所以焦耳-汤姆孙实验（简称焦汤实验）的热力学实质是焓不改变，或者说它是一个等焓过程（isenthalpic process）。
鉴于1843年，焦耳的自由膨胀实验不够精确，1852年焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验来观察实际气体在膨胀时所发生的温度变化。实验如下：在一个圆形绝热筒的中部，置有一个刚性的多孔塞，使气体通过多孔塞缓慢地进行节流膨胀，并且在多孔塞的两边能够维持一定的压力差，实验时，将压力和温度恒定为p1和t1的某种气体，连续地压过多孔塞，使气体在多孔塞右边的压力恒定为p2，且p1>p2。由于多孔塞的孔很小，气体只能缓慢地从左侧进入右侧，从p1到p2的压力差基本上全部发生在多孔塞内，由于多孔塞的节流作用，可保持左室p1部分和右室低压p2的部分压力恒定不变，即分别为p1与p2。这种维持一定压力差的绝热膨胀过程叫做节流膨胀。
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