节流元件

节流元件，压缩式制冷系统中的基本部件之一。其功能是把来自冷凝器的高压制冷剂液体降压成低压低温制冷剂,并进入蒸发器蒸发吸热。主要有毛细管、节流短管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、浮球阀等。有的同时具有自动调节流量功能,如热力膨胀阀、电子膨胀阀。

由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小，还与节流口前后的压差有关，阀的刚度小，故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。

对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统，必须对节流阀进行压力补偿来保持节流阀前后压差不变，从而达到流量稳定。

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 1）。如果使气体反复进行节流膨胀，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=p ₂V ₂-p ₁V ₁，V ₁及V ₂分别为始态和终态的体积。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-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p ₁和t ₁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p ₂，且p ₁>p ₂。由于多孔塞的孔很小，气体只能缓慢地从左侧进入右侧，从p ₁到p ₂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p ₁部分和右室低压p ₂的部分压力恒定不变，即分别为p ₁与p ₂。这种维持一定压力差的绝热膨胀过程叫做节流膨胀。2100433B