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第五节 空气的液化
* r% V8 I5 Q$ x3 ], g一、空气液化
, {0 `9 V; L% a9 Y1 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。) ^2 }/ y7 o8 r$ X
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。
3 T( O7 n/ r' @& { 1)气体的节流 % t4 T. D+ t8 D# K! ]" R( C- H
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。
' \2 U' d' n3 c3 O9 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。
`: H- u3 G8 ? 由能量方程得:
7 }# P0 k6 l4 L) | Q1 \) w 7 f( f o3 a7 _- q( e
q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L01 S, o/ q8 ~, E. d
. J& K/ f6 h3 L& X0 ~# s7 z
式中 i1、节流后空气焓值6 [2 H! Y' b4 O5 ?' N& U
i2、节流前空气焓值
& i( v5 [0 W0 s( K W1、节流后气体流速5 B( E: z) R" M( c2 Q3 K- j! P# Z
W2、节流前气体流速# r) Q9 V1 g. R$ O
Z1、节流后气体势能
1 h$ m6 K( v2 S" _: _0 u2 N! h6 F8 S Z2、节流前气体势能
X, l4 u4 K# t% T" Y* ?9 h
, s& I9 m0 `0 W( G2 N& L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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