问题
单项选择题
已知进入装置的压缩空气压力为607.8 kPa，温度为300 K，环境大气压力为101.3 kPa，温度为300 K。假设空气仅由氮和氧两种气体组成，其体积分数为20.9%氧，79.1%氮。分离产品压力和温度与大气环境相同，纯度为氮98.5%体积分数，氧99.1%体积分数。则低压空气装置的损失及
效率为（）。
A．3 184 kJ/kmol，0.256
B．3 184 kJ／kmol，0.387
C．3 000 kJ/kmol，0.256
D．3 000 kJ/kmol，0.387
答案
参考答案：A
解析：
[题解] 环境状态下的氮气和氧气可作为理想气体处理，分压力等于体积分数。因此，产品的
分离1 kmol空气可得氧和氮的量分别为：
输出产品总为：
=(0.199×3 746.5+0.801×440.3)kJ/kmol=1 098 kJ/kmol
输入压缩空气的热力学参数可查阅空气的T-s图得：
h0=13 603 kJ/kmol，s0=125.77 kJ/(kmol·K)，
h=13 565 kJ/kmol，s=113.4 kJ/(kmol·K)
压缩空气的焓
为：
Ea=(h-h0)-T0 (s-s0)
=[(13 565-13 603)-300×(111.37-125.77)]kJ/kmol
=4 282 kJ/kmol
装置的损
失为：
△E=Ea-Ep=(4 282-1098)kJ/kmol=3 184 kJ/kmol