节流热力学中的节流

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

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。

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

使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件：

①流体必须充满管道和节流装置，并连续地流经管道。

②流体必须是牛顿流体，即在物理上和热力学上是均匀的、单相的，或者可以认为是单相的，包括混合气体，溶液和分散性粒子小于0.1m的胶体．在气体中有不大于2%（质量成分）均匀分散的固体微粒，或液体中有不大于5%（体积成分）均匀分散的气泡，也可认为是单相流体．但其密度应取平均密度。

③流体流经节流件时不发生相交。

④流体流量不随时间变化或变化非常缓慢。

⑤流体在流经节流件以前，流束是平行于管道轴线的无旋流。

标准节流装置不适用于动流和临界流的流量测量。

一种在天然气的生产中所使用的高效直角节流器，包括堵头1、销钉2、主体3、嘴套4、密封圈5、气嘴6、定位圈7和卡簧8，气嘴6安装在嘴套4中，由定位圈7进行定位，定位圈7的下部有卡簧8，堵头1与嘴套4以销钉2联接，主体3与嘴套4之间有密封圈5，节流直接靠高耐磨的结构陶瓷气嘴来实现，经长期使用发现气嘴变大后，将气嘴取出更换，继续使用。解决了节流器使用寿命短和被冲坏后需全部更换的问题。

作用

该高效直角节流器的作用是对高压油气进行节流降压，控制生产，适合油气田生产及试采。针对出砂的油气田尤为适用，具有极高的耐用性，其组成仅由六个零部件组成：1堵丝、2气咀、3花栏、4顶丝，另外还有密封圈和直角外壳。其特点是更换气咀快、密封性好，在气田试采中表现更是出色，本人在青海油田涩北气田现场进行了一次更换工作制度的测试，只用了6分钟的时间便完成了，与以往的各种节流器相比，工作效率得到极大的提高，深受广大职工的喜爱。与常规的角阀相比，这种高效节流器噪音小，维护简单。维护内容一般只须定期检查气咀、密封圈，安装时做好清洁并润滑丝扣及密封部位。市场预测:气井生产的一级节流在青海油田涩北气田经过多年的实践—改进—再实践，发展成为《高效直角节流器》，它基本满足了生产及试采的需要。天然气是新能源，市场前景比较大，《高效直角节流器》可以在石油及天然气生产领域中得到推广应用。

节流

jiéliú

[throttle]∶节制流入或流出，尤指用节流阀调节

[reduce expenditure;decrease expenditure;economize on expense]∶在财政上节省支出