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第五节 空气的液化
2 _# q0 Z! b/ |! v1 J, }一、空气液化
7 z, B& o6 v4 i1 T2 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。( E7 N" E$ ?1 O8 G* W7 j. s
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。( \0 p7 P ~ x. U* W, x
1)气体的节流
! U& O5 M9 u4 a0 d4 x 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/ y6 y* U) u$ M$ v& |
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。0 W9 E$ M/ O$ y& x2 n1 I0 R6 x! s
由能量方程得:
$ y" H6 F3 P! X0 Q2 R- [$ n3 Y' v ' \3 ?# n- Q6 [, o/ `1 S8 c
q=(i1-i2)+1/2g(W22-W12)+Z2-Z1)+L0
" i5 I9 @2 `& Y
) W* y% T9 U* c- Z 式中 i1、节流后空气焓值
/ ~6 @2 h8 B1 n i2、节流前空气焓值6 J4 i7 d/ E+ O/ m
W1、节流后气体流速& Z" |* L1 E- a9 M0 c n$ q/ O! E
W2、节流前气体流速: u" T2 E( ?! `/ c% U" `& t; t
Z1、节流后气体势能7 B1 N1 C( D- y8 E
Z2、节流前气体势能 O8 u( \ D e$ L
/ J0 ^$ R$ z1 X/ E- E7 \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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