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第五节 空气的液化& X0 ]7 j& y% e5 R% {" C5 @: ~( ]
一、空气液化
3 f4 l2 m" u8 \1 {$ v 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。
) ?2 I& J4 P+ z* G 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。
" R! @/ q9 c7 b/ s3 J 1)气体的节流
) D, g2 f, c" r' I3 i5 h+ R 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。
* L1 b# i) w( r8 J$ e- o 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 }" d9 P- `% j }( C, c& C; I 由能量方程得:( A: }6 i: y2 S, P! ^8 j
( W" A3 c: p2 p4 [ q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0
* ?/ q4 I+ o1 w/ I6 f- D: O% _# t 9 V% i& N, d8 |
式中 i1、节流后空气焓值: `" P# b0 r8 `4 Y; e# h
i2、节流前空气焓值, G2 `5 \) x& b
W1、节流后气体流速4 Q) ]9 q1 z; W& M9 g7 E$ i
W2、节流前气体流速" Z! |: K- ?/ R
Z1、节流后气体势能
1 {: d* Y9 e; ]) n7 O Z2、节流前气体势能1 H" F0 K( \, }
! a2 x, N* k5 C+ o1 w. r
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。
6 p2 { p, U8 K' x0 p/ H, T |
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