答:空气经压缩后温度会升高。为了降低压缩能耗,要尽量减小温升。通常用中间冷却器将空气进行冷却,温度降低后再进一步压缩。通常空气经冷却,温度从150℃左右降到40~50℃,而冷却水吸热后温度只升高10℃左右。这是因为:
首先,对于相同质量(1kg)的不同物质,温度变化1℃所吸收(或放出)的热量是不同的。这叫做物质的“比热容”不同。水的质量比热容约为空气的4倍,因此,水的温升就要小得多。常见的一些物质的比热容如表6所示。
表6部分物质的比热容kJ/(kg·℃)
物质名称 |
比热容/kJ·(kg·℃)-1 |
物质名称 |
比热容 /kJ·(kg·℃)-1 |
物质名称 |
比热容 /kJ·(kg·℃)-1 |
铜 铁 铝 玻璃 混凝土 |
0.377 0.461 0.879 0.628~0.837 1.130 |
水 冰 矿渣棉 碳酸镁 珠光砂 |
4.187 2.093 1.884 1.005 0.670 |
油 液氧 空气(定压下) 氧气(定压下) 氮气(定压下) |
1.674 1.674 1.005 0.913 1.047 |
其次,温度变化的大小还与物质数量(流量)有关。同样的热量,物质的数量多,则温度变化就小。物质的比热容C与数量M的乘积称为“热容”。在中间冷却器中,空气放出的热量Q1等于冷却水吸收的热量Q2。即
Q1=Q2=M1c1(t′1-t″1)=M2c2(t″2-t′2)
由于冷却水的热容M2c2比空气的热容M1c1要大得多,所以,水的温升(t″2-t′2)比空气的温降(t′1-t″1)要小得多。