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第五节 空气的液化% |4 S3 J8 }% T7 N
一、空气液化; K- k# y4 K: a$ v8 L% d. X' V4 T( w
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。0 k* _! t0 K: A$ e6 u# m
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。
& [ H* ]8 W$ S# G. x 1)气体的节流
4 J* T$ J- i* B: 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。# w. Y G: d1 Y6 f% \6 T# ^
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。, r7 G0 \ \9 L! a( P
由能量方程得:
/ Q( X7 ]: ]1 C& k3 }0 G& y + {! E3 ^7 |6 [/ k6 ?' U
q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0# k# k. k, y2 O8 M0 c+ P0 j1 C$ z: D
! q0 m. m- c1 v$ T 式中 i1、节流后空气焓值* _: v0 F! x6 x4 p6 a& b; T: D/ l
i2、节流前空气焓值/ L3 d. y- E- D6 |' b9 K0 V0 Y* X
W1、节流后气体流速
6 d+ J- r0 ]" K2 J8 ?9 t7 G# R W2、节流前气体流速
' s, T# O0 H- {% a) O) [* n8 z! h# B Z1、节流后气体势能
$ V8 ]' ]. w/ S7 e Z2、节流前气体势能( Y9 k6 K4 N, P4 o- H4 P9 U0 o
/ g4 U1 q: W( m2 k, u/ H
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。( g: E* u1 O' ?$ F6 Y1 v' c
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