低温原理课程设计任务书..doc

课程设计说明书 课题名称：空气分离过程计算 专业班级：2013级制冷01班 学生学号：（学号用Times New Roman字体填写） 学生姓名：（名字用三号仿宋体填写） 学生成绩： 指导教师：李宏顺 课题工作时间：两周 2015年12月  一、课程设计的任务和基本要求 假设空气由氮气和氧气两种成分组成，其中氧气的摩尔成分为20.9%。 计算并绘制压力为98.1 kPa时氧—氮二元系的相平衡T-x图；另外，计算并绘制T = 80 K时氧—氮二元系的相平衡p-x图；氧气和氮气的饱和性质数据见附件。要求：给出计算结果数据，相平衡图可用Excel绘制。 质量为m、温度为50K的过冷液空置于右图所示的容器中，其压力为 98.1 kPa，在定压下对其进行简单加热蒸发操作。试计算出：(a).低温液空中出现第一个气泡时的温度，此时气泡中氧气的摩尔成分；(b).容器中只剩最后一滴液态空气时的温度，此时液滴中氧的摩尔成分；(c).在T-x图上示出此操作过程。 条件同上，但进行非连续部分蒸发操作：在蒸发过程中，一旦饱和蒸汽的质量积累到0.2m时，就将蒸汽移除掉，然后再使剩下的低温液体空气继续蒸发。试计算出：(a).每次当饱和蒸汽的质量积累到0.2m时，液体中氧的摩尔成分、蒸汽中氧的摩尔成分；(b).容器中只剩最后一滴液态空气时的温度为多少？此时液滴中氧的摩尔成分又为多少？(c).在T-x图上示出此操作过程。 下页图中所示为多次部分蒸发、多次部分冷凝流程图：三个容器I、II、III，其内压力均为98.1 kPa。在容器I内盛有含氧20.9%的液空，容器II和III分别盛有含氧30%及40%的富氧液空。被冷却到冷凝温度（82K）的气态空气以1 Nm3/h的流量被送入容器III内的液体中，同时将温度为77.6 K、氧的摩尔成分为10%低温液空以0.5 Nm3/h的流量送入容器I中，试计算出：位置1、2、3、5、6、7处蒸汽的状态参数及流量。 假设：(1).气氧和气氮的混合热为零、液氧和液氮的混合热为零；(2)无论是对于气氧和气氮、还是液氧和液氮，忽略压力对焓值的影响，即假设h(p,T )( h(T )；(3)容器和管路完全绝热，无跑冷损失。 要求：(1).分别列出容器I、II、III的物料衡算方程、能量衡算方程；(2)可用迭代算法求解这些方程组，并编写相应的计算程序（用C语言、Fortran语言或其它语言均可），严禁用Matlab等任何软件包求解方程组，否则视为无效。 说明：题中，位置1、2、3处蒸汽的温度，均分别等于它们离开的容器内的液相的温度。这样位置1、2、3处的摩尔成分和流量为未知数，同时位置5、6、7的流量为未知数，一共是九个未知数。 二、进度安排 在2015~2016年第一学期的第19周周末之前完成； 课程设计答辩时间：2016年1月8~9号，每个人都必须参加答辩，否则无成绩。 答辩时提交本《课程设计说明书》电子文档， 不接受纸质打印件（绿色环保起见）。 课程设计答辩地点：热动教研室 三、参考资料或参考文献 1. 张祉祐，石秉三. 低温技术原理与装置.北京：机械工业出版社，1987 2. 陈光明，陈国邦. 制冷与低温原理. 北京：机械工业出版社, 2000 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 四、课程设计（学年论文）摘要（中文） （不填） 五、课程设计（学年论文）摘要（英文） （不填） 指导教师评语 指导教师签字： 年 月 日 答辩记录 答辩组成员签字： 记录人： 年 月 日 成绩综合评定栏 设计情况 答辩情况 项 目 权重 分值 项 目 权重 分值 1、计算和绘图能力 35 1、回答问题能力 20 2、综合运用专业知识能力 10 2、表述能力（逻辑性、条理性） 10 3、运用计算机能力和外语能力 10 4、查阅资料、运用工具书的能力 5 5、独立完成设计能力 5 6、书写情况（文字能力、整洁度） 5 综合成绩  目 录 （课程设计内容从此页开始填写，填写时删除此行文字） 2