深冷空分基本知識(shí).docx

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1、深冷空分基礎(chǔ)知識(shí)1、露點(diǎn)（Dewpoint），又稱露點(diǎn)溫度（Dewpointtemperature），在氣象學(xué)中是指在固定氣壓之下，空氣中所含的氣態(tài)水達(dá)到飽和而凝結(jié)成液態(tài)水所需要降至的溫度。在這溫度時(shí)，凝結(jié)的水飄浮在空中稱為霧、而沾在固體表面上時(shí)則稱為露，因而得名露點(diǎn)。2、飽和溫度和飽和壓力如果在一密閉的容器中未充滿液體，則部分液體分子將進(jìn)入上部空間，稱為“蒸發(fā)”。隨著空間內(nèi)蒸氣分子數(shù)目增加，它所產(chǎn)生的蒸氣壓力也提高，到一定的時(shí)候，空間內(nèi)的蒸氣分子數(shù)目不再增加，此時(shí)，離開(kāi)液體的分子數(shù)與從空間返回液體的分子數(shù)達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，也叫達(dá)

2、到了“飽和狀態(tài)”。這時(shí)蒸氣所產(chǎn)生的壓力叫“飽和壓力”。對(duì)同一種物質(zhì)，飽和壓力的高低與溫度有關(guān)。溫度越高，分子具有的能量越大，越容易脫離液體而氣化，相應(yīng)的飽和壓力也越高。一定的溫度，對(duì)應(yīng)一定的飽和壓力，二者不是獨(dú)立的。因此，在飽和狀態(tài)下，飽和壓力所對(duì)應(yīng)的溫度也叫“飽和溫度”。3、臨界溫度和臨界壓力臨界溫度就是某種氣體能壓縮成液體地最高溫度，高于這個(gè)溫度，無(wú)論多大壓力都不能使它液化。這個(gè)溫度對(duì)應(yīng)地壓力就是臨界壓力。1869年Andrews首先發(fā)現(xiàn)臨界現(xiàn)象.任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài)----氣相、液相、固相。三相呈平衡態(tài)共存的點(diǎn)叫三相

3、點(diǎn)。液、氣兩相呈平衡狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)時(shí)的溫度和壓力稱為臨界溫度和臨界壓力。不同的物質(zhì)其臨界點(diǎn)所要求的壓力和溫度各不相同。定義或解釋①物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時(shí)的溫度。②物質(zhì)以液態(tài)形式出現(xiàn)的最高溫度。③溫度不超過(guò)某一數(shù)值，對(duì)氣體進(jìn)行加壓，可以使氣體液化，而在該溫度以上，無(wú)論加多大壓力都不能使氣體液化，這個(gè)溫度叫該氣體的臨界溫度。在臨界溫度下，使氣體液化所必須的最小壓力叫臨界壓力。簡(jiǎn)單定義使物質(zhì)由氣相變?yōu)橐合嗟淖罡邷囟冉信R界溫度。說(shuō)明①每種物質(zhì)都有一個(gè)特定的溫度，在這個(gè)溫度以上，無(wú)論怎樣增大壓強(qiáng)，氣態(tài)物質(zhì)不會(huì)液化，這個(gè)溫度就是臨界

4、溫度。降溫加壓，是使氣體液化的條件。但只加壓，不一定能使氣體液化，應(yīng)視當(dāng)時(shí)氣體是否在臨界溫度以下。因此要使物質(zhì)液化；首先要設(shè)法達(dá)到它自身的臨界溫度。水的臨界溫度為374℃，遠(yuǎn)比常溫度要高，因此，平常水蒸汽極易冷卻成水，有些物質(zhì)如氨、二氧化碳等，它們的臨界溫度高于或接近室溫，對(duì)這樣的物質(zhì)在常溫下很容易壓縮成液體。有些物質(zhì)如氧、氮、氫、氦等的臨界溫度很低，其中氦氣的臨界溫度為一268℃。要使這些氣體液化，必須相應(yīng)的要有一定的低溫技術(shù)，以使能達(dá)到它們各自的臨界溫度，然后再用增大壓強(qiáng)的方法使它液化。②通常把在臨界溫度以上的氣態(tài)物質(zhì)叫做氣

5、體，把在臨界溫度以下的氣態(tài)物質(zhì)叫做汽體。氧氮?dú)宓呐R界溫度臨界壓力表物質(zhì)名稱空氣氧氣氮?dú)鈿鍤馑趸及迸R界溫度/℃-140.65-140.75-118.40-146.90-122.4℃-374.1531.00132.4臨界壓力/MPa3.868-3.8765.0793.3944.86422.5657.53011.58??在臨界溫度及臨界壓力下，氣態(tài)與液態(tài)已無(wú)明顯差別；超過(guò)臨界壓力時(shí)，溫度降至臨界溫度以下就全部變?yōu)橐后w，沒(méi)有相變階段和相變潛熱。反之的氣化過(guò)程也相同。?對(duì)內(nèi)壓縮流程，液氧在裝置內(nèi)壓縮到所需的壓力后再在高壓熱交換器中復(fù)

6、熱氣化。如果液氧的壓縮壓力低于臨界壓力(例如煉鋼用氧壓力3.0MPa)，則在熱交換器的氣化過(guò)程中，有一段吸收熱量、溫度不變的氣化階段，然后才是氣體溫度升高的過(guò)熱階段；如果液氧的壓縮壓力高于臨界壓力(例如化學(xué)工業(yè)用氧壓力6.0MPa或更高)，則在熱交換器的氣化過(guò)程中，沒(méi)有一個(gè)溫度不變的氣化階段。這將影響高壓熱交換器的傳熱性能，在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮。4.顯熱與潛熱顯熱：對(duì)固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的物質(zhì)加熱，只要它的形態(tài)不變，則熱量加進(jìn)去后，物質(zhì)的溫度就升高，加進(jìn)熱量的多少在溫度上能顯示出來(lái)，即不改變物質(zhì)的形態(tài)而引起其溫度變化的熱量稱為顯熱。

7、潛熱：潛熱是物質(zhì)發(fā)生相變過(guò)程吸收或放出的熱量。比如對(duì)液態(tài)的水加熱，水的溫度升高，當(dāng)達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，雖然熱量不斷的加入，但水的溫度不升高，一直停留在沸點(diǎn)，加進(jìn)的熱量?jī)H使水變成水蒸氣，即由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。這種不改變物質(zhì)的溫度而引起物態(tài)變化(又稱相變)的熱量稱為潛熱。1Kg液體完全變?yōu)橥瑴囟认碌娘柡驼魵馑盏臒崃?，稱為該溫度下的汽化潛熱，用符號(hào)r表示，單位kJ/kg。兩個(gè)概念：顯熱是物質(zhì)不發(fā)生相變（固、液、氣轉(zhuǎn)變）吸收或放出熱量潛熱是物質(zhì)發(fā)生相變過(guò)程吸收或放出的熱量。如1mol水（100℃）蒸發(fā)成1mol水蒸汽（100℃）需要吸收40.6

8、2kj的熱量，這部分熱量就是潛熱；而1mol60℃水升溫至100℃（無(wú)水蒸汽生成）需要吸收的熱量（約3.014kj）就是顯熱。5、飽和蒸汽、干飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時(shí)，液體分子通過(guò)液面進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂的熱運(yùn)