空分基础论述题

小芸

１、为什么说空压机具有冷冻能力？ 压缩机压缩过程是等温压缩，即空气经压缩后压力升高，但温度保持与入口温度相同，这种等温过程的获得主要是靠冷却水来实现的。等温压缩时，冷却水带走的热量等于压缩功与气体减少的那部分能量之和。气体减少的那部分能量决定了压缩机的冷冻能力。
2、压缩空气经空冷塔后，空气中的水分含量能否增加，为什么？
不能增加
温度高空气中的水分饱和含量大，温度低是水分的饱和含量也变低，空气经冷却后，多余的水分在空冷塔内析出。进切换式换热器的空气（出空冷塔空气）温度降低10℃，带入的水分就减少近40%。因此，空气经空冷塔之后，水分含量不会增加。
3、为什么空气经节流后温度会发生变化？
分子有动能，分子之间有吸引力。表示分子又具有位能。温度值反应分子动能的大小，压缩气体经节流阀后，由于压力下降，气体体积膨胀，使分子间距离增加，此时气体必须克服分子间的吸引力而做功，使气体分子位能增加。根据能量守恒原理可知，分子的动能必定减小，反映为气体温度的降低。
4、节流膨胀与膨胀机内的等熵膨胀区别在于哪里？
1）从温降效果看，等熵膨胀要比节流膨胀强烈的多。
2）从结构上看，节流阀结构简单，操作方便，而膨胀机结构复杂，操作要求高。
3）从使用范围上看，节流阀适用于气体、液体。而膨胀机只适用于气体，要防止膨胀过程中出现液体。
5、论述液化器的作用？
1）装置起动时由液化器产生液空而积累液体。
2）正常运转时，保证进下塔的空气有一定的含湿量（液空）。
3）正常操作时，提高返流气体进切换式换热器的温度，缩小冷端温差，改善不冻结性。
4）调配切换式换热器和精馏塔冷量的分配作用。
5）能自动保持出液化器的冷气流恒定，称为自平衡作用。
6、空气冷却塔的作用？
1）降低空气温度。
2）降低空气中的水份含量。
3）清除空气中的灰尘。
4）溶解一些有腐蚀性的可溶性气体，避免换热器腐蚀。
5）对加工空气起到一定的缓冲作用。
六、计算题
1、储槽中储有100000升液体氧，试计算储槽中氧的重量，并计算其完全蒸发是可获得的气体量。（0℃,压力为101.3Kpa,液氧密度1140Kg/m3）。
储槽中氧的重量：
×1140=1.14×105Kg
蒸发可获得气体量：
×800=8.0×104Nm3

2、按空气中氧、氮、二氧化碳和水分的容积含量分别为20.9%、78.03%、0.03%、1%，式计算他们的分压力。
P氧= V空气×P空气/ V氧=20.9%×1.013×105=21171.7Pa
P氮= V空气×P空气/ V氮=78.03%×1.013×105=79044.39Pa
PCO2= V空气×P空气/ V CO2=0.03%×1.013×105=30.39Pa
P水= V空气×P空气/ V水=1%×1.013×105=101.3Pa

3、进入塔板中的上升蒸汽含氧26.5%，出塔板蒸汽含氧量24.5%，已知该塔板液相浓度含氧50%，与其处相平衡状态时的气相氧含量19.5%。计算塔板效率？
解：设y1为进入塔板的气相中低沸点组分浓度
     y2为出该塔板的气相中低沸点组分浓度
     y*为与该塔板液体相平衡的气相组分中低沸点组分浓度
塔板效率：
η====0.286
1、板翅式液空过冷器,一侧为氮气,另一侧为液空,利用氮气将液空过冷,两流体流向相反,氮气进换热器的温度为80.6K,出换热器的温度为90K,液空由99.5K,被冷却到92.6K.求算术平均温差为多少?
解:   依据算术平均温差：即△t算＝公式得出
△t算＝＝10.25K
答: 算术平均温差为10.25K