《高壓空氣節流減壓中焦耳-湯姆遜效應引起的結冰研究》是依託中山大學，由羅語溪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高壓空氣節流減壓中焦耳-湯姆遜效應引起的結冰研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅語溪
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
減壓是大多數高壓氣動系統的必要環節，高壓氣動減壓時結冰現象相當常見，其可使高壓電控減壓閥失效。節流減壓時結冰形成的原因如下：由於真實空氣的焦耳-湯姆遜效應，減壓時空氣溫度下降，水的飽和壓強下降，達到飽和狀態後水或冰析出，當溫度低於水的三相點，則出現結冰。因此，高壓節流減壓中結冰研究的主導因素是高壓真實空氣的焦耳-湯姆遜效應與液態水、凍的飽和壓強。本項目通過建立各濕度（絕對濕度）空氣的壓縮因子庫，計算不同濕度空氣節流減壓後溫度的變化；結合研究得到的不同溫度、壓力時液態水、凍的飽和壓強，得到各減壓工況下絕對濕度與減壓後出現固體凝結物（結冰）的關係；並對減壓前空氣壓力、溫度、濕度，減壓後出口壓力與結冰形成的關係進行實驗研究。通過本課題的研究將形成高壓氣動系統設計時各減壓工況下濕度允許標準的設計指南，提出通過對溫度、濕度等氣體參數的調節以避免高壓氣動減壓時產生冰堵的方法，並給出各調節參數的期望值。
結題摘要
減壓是大多數高壓氣動系統的必要環節，高壓氣動減壓時結冰現象相當常見，其可使高壓電控減壓閥失效。高壓減壓中結凍的形成原因：由於真實空氣的焦耳-湯姆遜效應，減壓時氣體溫度下降，水的飽和壓強下降，達到飽和狀態後水或冰析出，當溫度低於水的三相點，則出現結冰。本項目針對高壓氣動節流減壓中真實氣體的焦耳-湯姆遜效應進行研究，研究了高壓真實空氣的壓力焓（焦耳-湯姆遜效應）對充放氣過程影響，並提出在集中參數法仿真中的補償方法，並進行了實驗驗證及誤差分析。分析及計算了高壓空氣真實氣體效應對壓力焓的影響，並提出高壓氣體壓力焓的理論計算公式，以及擬合計算公式，並對擬合計算公式進行了誤差分析。分析了高壓真實空氣的壓力焓效應對有限元仿真中溫度場的影響，並提出了在有限元仿真的溫度場結果中補償壓力焓效應的方法，並進行了誤差分析。最後結合高壓氣動減壓元件中的流線，分析了由高壓空氣壓力焓效應（焦耳-湯姆遜效應）對溫度場的影響導致的元件內結凍的成因。本課題的研究結果將結合氣體溫度、壓力時液態水、凍的飽和壓強，可得到絕對濕度與減壓後出現固體凝結物（結冰）的關係，並尋求通過對溫度濕度等氣體參數的調節以避免高壓氣動減壓時產生冰堵的方法。
