Определить потребляемую мощность и количество жидкого воздуха, получаемого в цикле среднего давления с отдачей внешней работы, при переработке 185 кг/ч воздуха (при нормальных условиях). Воздух сжимается до давления 60 кгс/см* -. Температура воздуха перед

Для решения задачи определим потребляемую мощность и количество жидкого воздуха, получаемого в цикле среднего давления с отдачей внешней работы. Начнем с анализа данных и необходимых расчетов.

Данные задачи:

- Масса воздуха: $\dot{m} = 185 \, \text{кг/ч} = \frac{185}{3600} \, \text{кг/с} \approx 0.05139 \, \text{кг/с}$
- Давление сжатия: $P_1 = 60 \, \text{кгс/см}^2 = 60 \times 9.81 \, \text{кПа} \approx 588.6 \, \text{kPa}$
- Температура перед детандером: $T_1 = -70 \, \text{°C} = 203.15 \, \text{K}$
- Температура после компрессора: $T_2 = 20 \, \text{°C} = 293.15 \, \text{K}$
- Доля воздуха, направляемая в детандер: $M = 0.8$
- Потери холода в окружающую среду: $q_{loss} = 12 \, \text{kJ/kg}$
- Недорекуперация: $\Delta T_{rec} = 7 \, \text{°C}$

Шаг 1: Определение температуры после тепл...

Температура после теплообменника $T_{3}$ будет равна: $ T{2} - \Delta T_{rec} = 293.15 \, \text{K} - 7 \, \text{°C} = 286.15 \, \text{K} $

Температура после детандера $T{4} \approx 203.15 \, \text{K}$.

Потребляемая мощность $\dot{W}$ может быть определена по формуле:

$$\dot{W} = \dot{m} \cdot (h1) + \dot{m} \cdot q_{loss}$$

где $h1$ - энтальпии воздуха до и после компрессора. Для упрощения расчетов можно использовать средние значения энтальпий, которые можно найти в таблицах термодинамических свойств воздуха.

Количество жидкого воздуха $\dot{m}_{liquid}$ можно определить по формуле:

\dot{m}{loss}}{h_{vaporization}}\right)

где $h_{vaporization}$ - теплота парообразования. Для жидкого воздуха это значение можно найти в литературе.

Расход энергии на 1 кг жидкого воздуха можно определить как:

\dot{E}{liquid}}

Для окончательных расчетов необходимо подставить значения энтальпий и теплоты парообразования, которые можно найти в таблицах. После этого можно подставить все значения в формулы и получить окончательные результаты.

Если у вас есть доступ к таблицам термодинамических свойств воздуха, вы сможете получить точные значения для $h2$ и $h_{vaporization}$, что позволит завершить расчеты.