空分设备如何让空气液化

为使空气液化，先要获得低温，工业下常用两种方法，即空气通过节流阀或膨胀机的膨胀制冷获得低温，甚至液化。这两种方法是以气体的膨胀为基础，已应用在气体的分离和液化技术以及气体制冷机中。

节流效应

通常把高压流体流经管道中的小孔后压力显著降低的过程称为节流。节流径越小，则局部力越大，节流前后的压力变化也越大。反之，就越小。在实际工作中，为了便于调节，通常用节流阀代替固定的节流孔。

气体在节流时，既无能量输出，也无能量输入，所以气体节流前后的能量保持不变，即节流前后的焓值相等。这是节流过程的基本特点，因此节流过程可看作是近似的绝热过程。实际气体的焓值是温度和压力的函数，所以实际气体节流后的温度是发生变化的，这种现象称做焦耳汤姆逊效应。

膨胀效应

高压气体等熵膨胀时向外输出机械功，这样消耗了大量的气体内能（焓值减小）。另外，还由于膨胀时气体体积增大，分子距离也要增大，但是分子间有吸引力，为了克服分子间的吸引力又要消耗气体分了的一些动能 （动能减小）。这样气体分子的内能和动能在等膨胀时大量消耗，从而降低了气体温度。所以等膨胀后，气体温度总是下降的。

节流膨胀比较

气体等熵膨胀，无论从温度效应及制冷量来看，比节流有效得多。除此之外，等熵膨胀还可以回收膨胀功，因而可提高循环的经济性。在实用方面，节流过程用节流阀，结构比较简单，也便于调节；而等熵膨胀则用膨胀机，结构复杂，且膨胀机存在效率问题，不可能实现等熵膨胀过程。

因而能得到的温度效应及制冷量比理论值要小，这就使等膨胀过程的优点有所减弱。节流阀可以在气液两相区工作，即节流阀出门可以允许有很大的带液量，但带液的两相膨胀机的带液量不能太大。因此，节流和等膨胀的这两个过程，在空分设备中都有应用，空气液化的选择，将依具体条件而定。