为什么二氧化碳在蓄冷器(或切换式换热器)中的析出温度要比大气压力下二氧化碳的凝固温度低得多?

答:二氧化碳的凝结(或凝固)温度和其他气体一样,也是随着压力的降低而降低,如表22、表23所示。
22二氧化碳凝固温度与压力的关系
压力/Pa
1×105
2×105
3×105
4×105
5×105
凝固温度/℃
-78.2
-70.5
-64.5
-61
-58
23二氧化碳液化(凝结)温度与压力的关系
压力/Pa
5.28×105
8×105
15×105
20×105
30×105
40×105
50×105
60×105
液化温度/℃
-56.6
-46.5
-29
-20
-5.5
5.5
14.5
21.5
二氧化碳三相点压力为0.528MPa、温度为-56.6℃。二氧化碳压力低于0.528MPa时,温度降至凝固温度、由气相直接变为固相;而压力高于0.528MPa时,温度降至液化温度,二氧化碳凝结为液体。
由表可见,纯二氧化碳的压力为0.1MPa时,其凝固温度为-78.2℃。空气通过切换式换热器时,虽然其压力在0.6MPa左右,但空气的压力并不是二氧化碳的压力。空气中二氧化碳的分压力与其在空气中的含量成正比。空气中二氧化碳的体积含量一般为300~400× 10-6(体积分数为0.03%~0.04%),空气压力为0.6MPa时,二氧化碳的分压力只不过是180℃400Pa,相应的凝固温度为-132~-135℃。
由于二氧化碳的分压力大大低于0.1MPa,所以其凝固温度要比-78.2℃低得多。在切换式换热器中,随着二氧化碳的被冻结,空气中二氧化碳的分压力在降低,其凝固温度也随着降低,如表24所示。二氧化碳的实际凝结温度比表中所列温度还要低一些。
24二氧化碳凝固温度与空气压力及其中所含二氧化碳量的关系
凝固温度/℃
二氧化碳含量
400
300
100
50
20
10
5
2
1
压力
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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