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第五节 空气的液化
! U2 R7 b0 _( s- s8 s) E一、空气液化
8 ~+ K0 d5 S9 O3 x( ~. u3 Y0 B 要使空气液化,需要从空气中取出热量使其冷却,最后全部成为液体,我们知道,在0.98X10五次方Pa大气压,空气液化温度是-191.8℃,以300K变为干饱和蒸汽需取出224.79kj/kg(即潜热)。显见,为使空气液化,首先要获得低温。
1 R; R! J7 q8 M/ } 工业上常用两种方法获得低温,即空气的节流及膨胀机的绝热膨胀制冷。
2 p$ q: V5 y- M4 N* A6 a' t 1)气体的节流 / Q$ [3 h- j+ K
节流可以降温,如打开高压氧气瓶的阀门,使氧气从瓶中放出,不多久就能感觉到阀门变冷了,这表示高压氧气经过阀门降低压力后,温度也降低了,把这种现象应用到空分中,使压力空气经节流阀降压降温。
U9 m3 V0 Z$ Z ①节流降温 图1-2所示具有一定压力的空气流过节流阀,由于通流截面的突然缩小,使气体激烈扰动,压力下降,由于气体经阀门的时间短,来不及和外界产生热交换,所以q=0;气体对外也没有做功,L0=0,同时认为在阀门前后,气体流速是不变的,即W1=W2,像这样的流动过程称为节流。& ~8 ^: O) E T) j
由能量方程得:- P& H% c8 P+ U9 T
+ O& P9 y5 e L; b" S4 |) \
q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L02 E2 G6 S& {6 \2 ]! t) s
$ o1 L* y( U; W# _1 W' P/ ?+ O) f 式中 i1、节流后空气焓值
) D( Y: u: k5 Z( } i2、节流前空气焓值
0 l5 F$ S: J# i4 m; x W1、节流后气体流速
- a$ Z8 w) i4 g; l( z W2、节流前气体流速
8 |$ ]' ~8 m9 e9 g Z1、节流后气体势能5 o. W2 A: m) M5 y3 W: f% A
Z2、节流前气体势能
4 c8 n% e1 ]3 t, R6 q
; I; Q3 P0 c) y4 C: V$ O |这表示节流过程最基本的特点是气体在节流前后的焓值不变。
, y. }; A( o9 s# y2 ]- l |
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