氣體基本常識(shí)
一、壓力知識(shí)
1、壓力
物理學(xué)壓力單位是N（牛頓），與質(zhì)量Kg（千克）的關(guān)系是：1Kg=9.80672N而空壓機(jī)行業(yè)的壓力是指單位面積的力，如1平方米上受1牛頓力，壓力為1帕斯卡：即：1Pa = 1N/m2 (牛/平方米)1Kpa = 1,000 Pa = 0.01 kgf/cm2 （千克力/平方厘米）1Mpa = 1,000Kpa =106Pa = 10 kgf/ cm2
2、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
大氣壓不是固定不變的。為了比較大氣壓的大小，在1954年第十屆國際計(jì)量大會(huì)上，科學(xué)家對(duì)大氣壓規(guī)定了一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”：在緯度45°的海平面上，當(dāng)溫度為0℃時(shí)，760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。0℃時(shí)水銀的密度為13.595×103千克／米3，緯度45°的海平面上的g值為9.80672牛／千克，760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：
P水銀=ρ水銀×g×h=13.595×103kg/m3×9.80672N/kg×0.76m=1.01325×105N/m2（Pa）=0.101325Mpa 1個(gè)物理大氣壓力=760mmHg(毫米汞柱)=1.033kgf/cm2=10.33mH2O(米水柱)壽力空氣過濾器報(bào)警值為560mmH2O，則此時(shí)的負(fù)壓值為：P=ρ水×g×h=1×103kg/m3×9.80672N/kg×0.56m≈5.5KPa
3、絕對(duì)壓力
絕對(duì)壓力是考慮到與完全真空或絕對(duì)零值相比，我們所居住的環(huán)境大氣具有0.1Mpa 的絕對(duì)壓力（即大氣壓力）。在海平面上，儀表壓力加上0.1MPa的大氣壓力可得出絕對(duì)壓力，高度越高大氣壓力就越低。
4、表壓力
氣壓表或壓力計(jì)是用于衡量大氣的壓力，測(cè)出的壓力即為表壓力，或稱表壓。大氣壓力加上儀表壓力上就可得出絕對(duì)壓力。絕對(duì)壓力=壓力計(jì)壓力＋大氣壓力
5、壓力單位換算：
MPa（兆帕）、psi（磅/英寸2 ）、bar（巴）、atm（大氣壓）、kgf/cm2(千克力/厘米2)
1MPa=145(psi=10(bar=9.8(atm=10.2 (kgf/cm2)
1 psi=0.006895 MPa=0.0703 kgf/cm2=0.068bar=0.068atm
1 bar =14.503 psi=1.0197 kgf/cm2=0.987 atm
1 atm=0.101325 MPa=14.696psi=1.0333kgf/cm2=1.0133bar
1 bar=0.1 MPa≈1 atm≈1kgf/cm2≈14.5Psi
6、理想氣體狀態(tài)方程
密度相當(dāng)?shù)偷乃袣怏w符合理想氣體狀態(tài)方程，它反映了氣體壓強(qiáng)、容積和溫度的相互關(guān)系。
P為氣體的絕對(duì)壓力Pa
V為體積m3
m為氣體質(zhì)量Kg
Rg為所有氣體常數(shù)，對(duì)于空氣有Rg＝287J／(kg·K)
T為氣體的絕對(duì)溫度K。
因?yàn)橐欢康臍怏w在受壓縮前后，質(zhì)量m不會(huì)變化,常數(shù)Rg也不會(huì)變化，故在受壓縮前后，氣體狀態(tài)方程也可表達(dá)為
從該式分析，結(jié)論有：
溫度保持不變，則壓強(qiáng)與體積成反比——波義耳一馬略特定律；
體積保持不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比——查理定律；
壓強(qiáng)保持不變，則體積與溫度成正比——蓋·呂薩克定律。
應(yīng)用1：
某客戶反映空壓機(jī)氣量不足，情況如下：空壓機(jī)額定氣量為3.5Nm3/min,后部管道及儲(chǔ)氣罐總?cè)莘e為1.5m3，環(huán)境溫度為35℃，對(duì)該空壓機(jī)進(jìn)行測(cè)試，將儲(chǔ)氣罐后部閥門關(guān)閉，啟動(dòng)空壓機(jī)供氣，經(jīng)過3分鐘，儲(chǔ)氣罐壓力升至7.5bar，儲(chǔ)氣罐溫度約為44℃。根據(jù)上述方程：
V1即為儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓縮空氣換算到進(jìn)氣口狀態(tài)的體積，則空壓機(jī)排氣量Q=V1/3 =3.63m3/min，說明空壓機(jī)工作正常，如客戶感覺氣量不足，應(yīng)檢查后部用氣情況。
二、濕度及溫度
1、空氣、濕空氣、飽和空氣
地球周圍的大氣，我們習(xí)慣上稱它作空氣。
自然界中的空氣是由多種氣體（N2(78.03%)、O2 (20.93%)、CO2(0.03%)……等）混合而成的，水蒸氣是其中的一種。
大氣壓力由各種氣體的分壓力組成。即：
（PS為水蒸氣的分壓力）
含有一定量水蒸氣的空氣叫濕空氣，不含水蒸氣的空氣叫干空氣。我們周圍的空氣都是濕空氣。在一定海拔高度下，干空氣的組成成分及比例基本穩(wěn)定不變，它對(duì)整個(gè)濕空氣的熱工性能無特殊意義。濕空氣中的水蒸氣含量雖然不大，但含量的變化對(duì)濕空氣的物理性質(zhì)影響很大。水蒸氣含量的多少?zèng)Q定了空氣的干燥和潮濕程度。
冷干機(jī)的工作對(duì)象就是濕空氣。在一定的溫度和壓力條件下，濕空氣中水蒸氣的含量（即水蒸氣密度）是有一定限度的；在某一溫度下，所含水蒸氣的量達(dá)到******可能含量時(shí)，這時(shí)的濕空氣叫飽和空氣。水蒸氣未達(dá)到******可能含量時(shí)的濕空氣就叫未飽和空氣。
2、濕度、絕對(duì)濕度、飽和濕度、相對(duì)濕度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
表示空氣干濕程度的物理量叫“濕度”。
常用的濕度表示方法的“絕對(duì)濕度”、“相對(duì)濕度”和“含濕量”。
1m3容積中濕空氣含有水蒸氣的重量稱為“絕對(duì)濕度”，單位是g/m3。絕對(duì)濕度只表明單位體積濕空氣中，含有多少水蒸氣，而不能表示濕空氣吸收水蒸氣的能力，即不能表示濕空氣的潮濕程度，因?yàn)樵诓煌臏囟认拢諝庵心苋菁{的水蒸氣是不同的。絕對(duì)濕度也就是濕空氣中水蒸氣的密度。
飽和狀態(tài)下空氣的濕度叫飽和濕度。
濕空氣中實(shí)際所含的水蒸氣量與同溫度下******可能含有水蒸氣量的比值稱為“相對(duì)濕度”，一般用φ或RH（Relative Humidity）表示。
φ=絕對(duì)濕度/飽和濕度×100%
相對(duì)濕度φ在0~100%之間。φ值越小，空氣越干燥，吸水能力越強(qiáng)。φ值越大，空氣越潮濕，吸水能力越弱。
3、露點(diǎn)、壓力露點(diǎn)
在含水量不變的情況下，通過降低未飽和空氣的溫度可使之成為飽和空氣。未飽和空氣在成為飽和空氣的瞬間，濕空氣中會(huì)有液態(tài)水珠凝結(jié)出來，這一現(xiàn)象稱之為“結(jié)露”
而使空氣中所含有的水蒸汽達(dá)到飽和狀態(tài)而結(jié)露時(shí)的溫度叫做“露點(diǎn)”。
空氣中水蒸氣的含量（水蒸氣密度）是有極限的。在氣動(dòng)壓力（2MPa）范圍內(nèi)，可認(rèn)為飽和空氣中水蒸氣的密度只取決于溫度的高低而和空氣壓力大小無關(guān)，溫度越高，飽和水蒸氣的密度越大，譬如，在40℃時(shí)，1m3空氣，不論其壓力是0.1MPa還是1.0MPa，它的飽和水蒸氣密度都是51g。
當(dāng)濕空氣在受壓縮時(shí)，水蒸氣密度增加，溫度也會(huì)有所上升，壓縮空氣冷卻時(shí)，相對(duì)濕度便增加，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時(shí)的濕度就是壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”。
在實(shí)際工作中，常常會(huì)碰到壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)的換算，壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系與“壓縮比”有關(guān)，一般用圖或表來表示。在“壓力露點(diǎn)”相同情況下，“壓縮比”越大，所對(duì)應(yīng)的常壓露點(diǎn)越低。例如：0.7Mpa（g）的壓縮空氣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，相當(dāng)于常壓露點(diǎn)為-21.5℃。當(dāng)壓力提高到1.0Mpa（g）時(shí)，同樣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的常壓露點(diǎn)降到-25℃。
4、溫度、干球溫度、濕球溫度
溫度是物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均值。
絕對(duì)溫度：以氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的最低極限為起點(diǎn)的溫度，記為T。
單位為“開（開爾文）”，單位符號(hào)為K。
攝氏溫度：以冰的融點(diǎn)為起點(diǎn)的溫度，單位為“攝氏度”，單位符號(hào)為℃。
此外英美國家還經(jīng)常用“華氏溫度”，單位符號(hào)為℉。
溫度單位之間的換算關(guān)系是：
t(℉ ) = 1.8×t(℃)+32
t(℃ ) = 5/9×t(℉- 32)
T(K) = t (℃) + 273.16
用溫度計(jì)掛在室外或室內(nèi)測(cè)得的溫度稱為干球溫度。
將溫度計(jì)的溫泡扎上潤(rùn)濕的紗布，并將紗布的下端浸于充水容器中，就成為濕球溫度計(jì)了。將濕球溫度計(jì)置于通風(fēng)處，使空氣不斷流通，此時(shí)該溫度計(jì)讀數(shù)為濕球溫度。
濕球溫度難以用簡(jiǎn)短的文字給出嚴(yán)謹(jǐn)確切的定義。濕球溫度是標(biāo)定空氣相對(duì)濕度的一種手段，其涵義是，某一狀態(tài)的空氣，同濕球溫度表的濕潤(rùn)溫包接觸，發(fā)生絕熱熱濕交換，使其達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。該溫度是用溫包上裹著濕紗布的溫度表，在流速大于2.5m/s且不受直接輻射的空氣中，所測(cè)得的紗布表面溫度，以此作為空氣接近飽和程度的一種度量。周圍空氣的飽和差愈大，濕球溫度表上發(fā)生的蒸發(fā)愈強(qiáng)，而其示度也就愈低。根據(jù)干、濕球溫度的差值，可以確定空氣的相對(duì)濕度。
