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第五节 空气的液化" |7 b& I# m5 ^8 U) R5 |' t. ?
一、空气液化& O$ E U- t/ v) L6 X; @9 r
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。
, z5 F6 P- d0 Q' V) 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。1 A8 Y6 C, G1 z; t- y
1)气体的节流 : n% L: B5 l. e6 U0 Q
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。9 |) Y2 E! M+ |
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。. N# H+ a/ ~+ v/ p
由能量方程得:# e ~% s F/ J! t P2 w
: ~* Z. J* j6 P8 q# p, K; W$ Y7 F q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0
' g! I; B4 A7 T2 q3 @5 c" ?
, a4 k4 W: E/ D' L1 a 式中 i1、节流后空气焓值$ K; P) N8 q v+ v Y
i2、节流前空气焓值
1 v3 I# y! ]2 s: t" Y% D2 z W1、节流后气体流速
9 H' F4 i: ?5 ]% f, j) I W2、节流前气体流速$ j# k0 F' g5 Y$ x# r
Z1、节流后气体势能
' d! d. Q9 Y8 u) L Z2、节流前气体势能# o# A5 p0 B$ ]* C! w/ h
' _/ {8 H, S' ?( q& A$ y% [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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