空分培训(韩一松博士)

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1、低温热力学原理报告人：韩一松O2N2ArKrXeNeHe物性和用途空气分离变压吸附膜分离深冷精馏深冷空分设备工作原理LOX空气WN2GANHPLIN主压缩机空气纯化低温透平液氮泵空气预冷液氧泵空气压缩机热交换器HPGOXMP1MPMPMPLPHP精馏塔~~LOXLIN低温储罐动力与净化制冷与热交换精馏储存输送动、静设备的协调统一体问题一一个高压氧气瓶，向外放气，一段时间后，用手触摸钢瓶会有什么感觉。(绝热膨胀过程）问题二家里的电冰箱是怎样工作的，您知道吗？问题三用空调和暖风机加热房间，那个更省电，为什么？问题四深冷法制氧为什么要采用膨胀机？高温物体和低温物体长时间接触后，温度会

2、趋与一致。T1T2T1’T2’T1>T2T1’=T2’这一过程是自然发生的换热器冷损为了使我们室内空气变得比外面温度更低，我们开了空调T1T2T1’T2’T1>T2可是在享受室内凉快的时候，您可曾想到此时外边站在空调室外机附近的人是何感受。T1’>T1T2’

3、量的功时，必定出现与之对应的一定量的热，这就是热力学第一定律。实际上，热和功的互相转化总是要通过某种工质，即热和功的转化过程中，工质的能量也是改变的，只是热和功转换时在数量上一定守恒。可见，热力学第一定律是能量守恒定律在热量传递过程中的应用。热功热力学第一定律热力学第二定律热力学第一定律说明了能量传递及转化时的数量关系，但并未说明究竟谁传给谁，在什么条件下方能传递以及过程进行到何时为止。当热能和机械能互相转换时，第一定律也只是说明了两者之间的数量上的当量关系，而并未说明转化的方向、条件及深度。克劳休斯于1850年提出了完整的热力学第二定律：热不可能自发的、不付代价的从一个低温物

4、体传给另一个高温物体。热能从低温传向高温的过程或热能转化为机械能的过程是不会自发进行的。要使它们成为可能，必须同时有其它一些过程，如机械能转化为热能，或热能从高温传向低温，或工质膨胀等过程同时进行。后面一些过程则可以无条件的自发进行，叫做自发过程。前面一些过程叫做非自发过程，非自发过程的进行必须有自发过程的同时进行为条件。温度（T）压力（P）比容（v）内能（U）熵（S）焓（H）气体的基本状态参数直接测量不能测量气体基本定律气体几个状态参数间的关系例子：气球被挤爆，热水瓶软木塞弹出可见，气体三个基本参数间存在一定的关系，这一关系可以用数学方程描述出来。气体的分子间距较大，气体分子

5、在它们所占的容积内以很快的速度运动着，并且每次碰撞之间都做直线运动。在压力不高与温度不太低的的情况下，气体分子本身所占的体积与相互作用可以忽略不计，这种状态下的气体称为理想气体。对于理想气体，我们常常用几个气体定律确定地描述其性质，这几个气体的定律统称为理想气体定律。对于理想气体有：在一定温度下，气体在各状态下的压力p与比容υ成反比，即pυ＝常数。在压力不变时，气体在各状态下的比容与绝对温度成正比，即υ/T＝常数。在体积恒定时，气体在各状态下的绝对温度与压力成正比，即p/T＝常数。实验表明，不同气体遵守上述三个公式的范围是不同的，可以假设一种在任何情况下完全符合上述三个公式的气

6、体存在，这种气体称为理想气体。根据分子运动论分析，所谓理想气体，就是指这样一种假想的气体，其分子不具有体积，可以完全看作弹性质点，分子间无作用力。实际上，自然界不存在理想气体，但是当气体的压力不太高（与大气压力相比），温度不太低（与该气体的液化温度相比）时，可以近似看作理想气体，为此氧气、氮气、空气等在压力不太高，温度不太低时可作为理想气体看待。根据上述三个关系式，可得到理想气体在状态变化时压力p、温度T、比容υ之间的关系，即理想气体状态方程：pυ＝RT式中p——气体的绝对压力，Pa；υ——气体的比容，m3/kg；T——气体的绝对温度，K;R——气体常数，J/(kg·℃)。对于

7、实际气体有pυ＝ZRTZ为压缩因子，不同气体在不同条件下的压缩因子是不同的内能（U）工质是由分子组成的，其内部分子不停的运动而具有动能，工质分子之间存在着作用力而具有位能。分子的动能和位能之和称为工质的热力学能，通常用U来表示，单位为焦耳（J）。用△U表示工质热力学能的变化。分子动能和位能变化都会引起热力学能的变化。分子动能的大小与工质的温度有关，温度越高分子的动能越大。而工质的位能大小取决于分子之间的距离，即由气体工质的质量体积也就是比容υ来决定。由于温度与比容都是状态函数，所以热力学能也