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第五节 空气的液化
1 x; [( X" ]$ F4 I9 D一、空气液化
8 i6 C* Z8 X$ Y7 y5 C6 M0 A 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。
. p; N' ?0 W( ]' z$ z* O1 `! D 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' ^6 l$ k9 G8 r" l6 ?
1)气体的节流
/ t: F3 U; M' z, ^ 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。
" q+ i- X6 ^0 x/ W0 {7 H- [/ H) q3 Y 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。
7 T. V0 z) }* M" @! q1 [* Z 由能量方程得:
5 \4 h# a1 G0 j. F* j! [9 V! S
+ J0 Y" t( e7 i7 \ q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0. |; Y! W& T2 z& ]. S; s% p
* L) s, ]% y; h a 式中 i1、节流后空气焓值2 l! `0 N, N0 `* F
i2、节流前空气焓值1 y D a/ ^- t0 u5 Z4 ]
W1、节流后气体流速
5 ^- Q9 m5 A0 X4 u* H0 l W2、节流前气体流速
* U# s( t8 {( Q d- {8 f B Z1、节流后气体势能
; m+ r& H. Z1 v5 e( ~& I Z2、节流前气体势能5 [1 r/ v7 i0 j! }9 e
. L* q$ [* }8 A" V0 f& o, E( i, M
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。' S2 d5 V& P" B& |8 @; h
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