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第五节 空气的液化
# p( K1 V- l q( n, a一、空气液化
% ^( M) V. u ]; y+ w+ 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。
9 B: W( w# B# m! ]$ L2 t 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。
6 Z' K# U3 V8 R4 J. x 1)气体的节流 ~8 k, Y @$ n* |) V! s) {
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。 e& i9 ?: r" h3 j9 e
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。- \: x& j! U1 p' o
由能量方程得:
" a! }2 l0 [$ a! | * B' A9 {# q) ~- l/ M
q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0
7 h9 \+ e# D1 K: v5 ?1 E* h 4 R F: b2 S, B% H' k/ q2 M. P! G
式中 i1、节流后空气焓值
! ~* F- Q3 E# j' J" N i2、节流前空气焓值& E* A3 G5 V; }! J
W1、节流后气体流速! m8 G4 W9 L% I# B/ |# C
W2、节流前气体流速* Z6 u: r% @$ Z2 g) w
Z1、节流后气体势能
; w5 p$ j/ h" h. @ Z2、节流前气体势能& v2 o" ^# O+ I9 u+ X
& c n x+ l. J2 o8 f, k- I; 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。
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