[열공학] 교축 과정(Throttling)과 쥴-톰슨 계수(Joule-Thomson coefficient)

1. 교축 과정이란 언제 일어나는가? 흐르는 유체가 어떤 저항(밸브나 캐필러리 같은)을 만났을 때 압력이 떨어지는 과정. 교축과정중에 온도가 떨어지는 물질을 냉매로 쓴다면 냉동사이클을 구성할 수 있다. (교축과정중에 낮아진 온도를 통해 주위의 열을 흡수 시킴으로써 냉동 가능) 이 과정은 등엔탈피과정인데 이유는 아래와 같다. Open system의 에너지 보존 법칙에 의해 아래의 등식이 성립한다. 이때 열전달이 없고(Q=0), 축일이 없고(Ws=0) 위치 에너지가 변하지 않고 운동에너지의 변화를 무시한다면 입/출구의 엔탈피가 같다. 2. 쥴-톰슨 계수 위와 같은 교축과정 중에 일어나는 온도변화를 정량화 한 계수를 쥴-톰슨 계수라고 하며 아래와 같이 표현한다. 쥴-톰슨 계수가 0보다 크고 (압력이 감소할 때 온도가 낮아진다) 단열 팽창이라면 과정중에 유체의 온도가 낮아지고 이를 통해 냉동을 할 수 있다. 쥴-톰슨 계수는 다음과 같이 표현할 수도 있다. 그리고 h의 정의와 맥스웰 rela...