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第五节 空气的液化6 d. [/ ^: ]1 g' {
一、空气液化
) m' G+ N4 M: Y9 p 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。5 q8 r; L- A3 O& V
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。9 X( ^" _- C2 T& m" a5 p: K
1)气体的节流
, O" W5 v3 g. a 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。% D; N1 g4 C" C0 ^4 @- 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。2 E& A0 D8 v8 a6 Q9 y/ n- U+ b' Y
由能量方程得:
& \% |- B6 d' [) l ' ]& C% d: O) i" G5 v$ Y. g
q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0
; p6 M+ D+ J' @( n* r, ~- r : z$ F5 u; E3 q. R6 F# L, R a
式中 i1、节流后空气焓值: Q+ r5 y% L; w# S0 R T, {
i2、节流前空气焓值
# `. Q1 K5 n a W1、节流后气体流速
/ d& h1 S0 J _) h W2、节流前气体流速" a" a' ^* L% M* s, O4 w
Z1、节流后气体势能0 ?! {0 S8 W% d4 J% ~
Z2、节流前气体势能
" t' p! B; W/ G: X* h
; N7 a2 G, z- ?; Z+ v ?4 c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。* `# x0 k5 {2 |4 ^; i% D9 O1 r/ p
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