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第五节 空气的液化3 R0 ?5 x( r; G N
一、空气液化, f2 D! C5 q" {; Y6 Q3 @% 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。' ~; J& Q8 e( _) M# 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- P+ c. X9 ?* h$ d 1)气体的节流
# m. J% W, l' g' j! o; 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。3 G" K; W ?' ? u% a6 A' O( n
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。
- Q) P% H$ Q8 {1 W) ]6 ]8 P 由能量方程得:2 d4 u5 r5 I0 |8 I
7 W' v9 U2 X8 O' R q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L01 M% C) x7 F5 f2 s: }
% P. w7 M" u# `, C& r: ]8 l2 y
式中 i1、节流后空气焓值# |2 r; q2 Y* ?
i2、节流前空气焓值
+ E3 b% _" {9 q, W8 ]3 W8 m W1、节流后气体流速8 E: g; n: [5 Y2 V! @/ H9 P
W2、节流前气体流速1 E" I0 [5 |5 l9 q1 E# E8 }5 ^
Z1、节流后气体势能
2 f! @/ g/ W8 I* n) t1 K* ] Z2、节流前气体势能2 _6 V @' q! n: N
1 x/ |2 w, n% f' r0 q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。. r+ c" T7 b. K$ w
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