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為什么二氧化碳在蓄冷器(或切換式換熱器)中的析出溫度要比大氣壓力下二氧化碳的凝固溫度低得多?

   2010-10-17 510
導讀

答:二氧化碳的凝結(或凝固)溫度和其他氣體一樣,也是隨著壓力的降低而降低,如表22、表23所示。表22二氧化碳凝固溫度與壓力的關

答:二氧化碳的凝結(或凝固)溫度和其他氣體一樣,也是隨著壓力的降低而降低,如表22、表23所示。
22二氧化碳凝固溫度與壓力的關系
壓力/Pa
1×105
2×105
3×105
4×105
5×105
凝固溫度/℃
-78.2
-70.5
-64.5
-61
-58
23二氧化碳液化(凝結)溫度與壓力的關系
壓力/Pa
5.28×105
8×105
15×105
20×105
30×105
40×105
50×105
60×105
液化溫度/℃
-56.6
-46.5
-29
-20
-5.5
5.5
14.5
21.5
    二氧化碳三相點壓力為0.528MPa、溫度為-56.6℃。二氧化碳壓力低于0.528MPa時,溫度降至凝固溫度、由氣相直接變為固相;而壓力高于0.528MPa時,溫度降至液化溫度,二氧化碳凝結為液體。
    由表可見,純二氧化碳的壓力為0.1MPa時,其凝固溫度為-78.2℃。空氣通過切換式換熱器時,雖然其壓力在0.6MPa左右,但空氣的壓力并不是二氧化碳的壓力。空氣中二氧化碳的分壓力與其在空氣中的含量成正比。空氣中二氧化碳的體積含量一般為300~400× 10-6(體積分數為0.03%~0.04%),空氣壓力為0.6MPa時,二氧化碳的分壓力只不過是180℃400Pa,相應的凝固溫度為-132~-135℃。
由于二氧化碳的分壓力大大低于0.1MPa,所以其凝固溫度要比-78.2℃低得多。在切換式換熱器中,隨著二氧化碳的被凍結,空氣中二氧化碳的分壓力在降低,其凝固溫度也隨著降低,如表24所示。二氧化碳的實際凝結溫度比表中所列溫度還要低一些。
24二氧化碳凝固溫度與空氣壓力及其中所含二氧化碳量的關系
凝固溫度/℃
二氧化碳含量
400
300
100
50
20
10
5
2
1
壓力
0.1
MPa
-142×
10-6
-143.5
 ×10-6
-149.2
 ×10-6
-152.5
 ×10-6
-156
 ×10-6
-159.5
×10-6
-162×
10-6
-165.6
 ×10-6
-168×
10-6
0.6
MPa
-132×
10-6
-133.5
 ×10-6
-140.5
×10-6
-143.5
×10-6
-148.5
×10-6
-151.7
×10-6
-154.7
×10-6
-158.5
 ×10-6
-161.2
×10-6
 
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