用到空壓機(jī)的人都應(yīng)該懂的空氣基本理論知識（建議收藏）

1什么叫空氣？什么叫常態(tài)空氣？

答：地球周圍的大氣，我們習(xí)慣上稱它為空氣。

規(guī)定壓力為0.1MPa、溫度為20℃、相對濕度為36％狀態(tài)下的空氣為常態(tài)空氣。常態(tài)空氣與標(biāo)準(zhǔn)空氣不同在于溫度并含有水分。當(dāng)空氣中有水氣，一旦把水氣分離掉，氣量將有所降低。

2空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)定義是什么？

答：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的定義是：空氣吸入壓力為0.1MPa，溫度為15.6℃（國內(nèi)行業(yè)定義是0℃）時(shí)的空氣狀態(tài)叫空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣密度是1.185kg/m3（空壓機(jī)排氣量、干燥機(jī)、過濾器等后處理設(shè)備的處理能力都是以空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量來標(biāo)注的，單位寫作Nm3/min）。

3什么叫飽和空氣和未飽和空氣？

答：在一定的溫度和壓力下，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)到最大可能含量時(shí)，這時(shí)的濕空氣叫飽和空氣。水蒸氣未達(dá)最大可能含量時(shí)的濕空氣就叫未飽和空氣。

4未飽和空氣在什么條件下成為飽和空氣？什么叫“結(jié)露”？

答：未飽和空氣在成為飽和空氣的瞬問，濕空氣中會有液態(tài)水珠凝結(jié)出來，這一現(xiàn)象稱為“結(jié)露”。結(jié)露現(xiàn)象是常見的，例如夏天空氣濕度很大，容易在自來水管的表面結(jié)成水珠，冬天早晨，住戶的玻璃窗上會出現(xiàn)水滴等，這些均是濕空氣在定壓下冷卻達(dá)到露點(diǎn)溫度而結(jié)露的結(jié)果。

5什么是大氣壓、絕對壓力、表壓力？壓力常用單位有哪些？

答：包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”，符號為Ρb；直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為“絕對壓力”，絕對壓力值以絕對真空作為起點(diǎn)，符號為Ρa；用壓力表、真空表、U形管等儀器測出來的壓力叫“表壓力”，“表壓力”以大氣壓為起點(diǎn)，符號為Ρg。三者之間的關(guān)系是

Ρa=Ρb+Ρg

壓力是指某一單位面積的力，壓力單位為N/平方，記作Ρa，稱為帕斯卡。工程上常用MPa（兆帕）

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1MPa=10六次方Pa

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1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=0.1013MPa

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1kPa=1000Pa=0.01kgf/平方

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1MPa=10六次方Pa=10.2kgf/平方

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在舊的單位制中，壓力通常用kgf/cm2（千克力/平方厘米）作單位。

6什么叫溫度？常用溫度單位有哪些？

答：溫度是物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均值。

絕對溫度：以氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的最低極限溫度為起點(diǎn)的溫度，記為T。單位為“開（開爾文）”，單位符號為K。

攝氏溫度：以冰的融點(diǎn)為起點(diǎn)的溫度，單位為“攝氏度”，單位符號為℃。

此外英美國家還經(jīng)常用“華氏溫度”，單位符號為F。

三種溫度單位之間的換算關(guān)系是

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T（K）=t（℃）+273.16

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t（F）=32+1.8t（℃）

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7濕空氣中水蒸氣分壓力指的是什么？

答：濕空氣是水蒸氣與干空氣組成的混合物，在一定體積的濕空氣里水蒸氣所占的分量（以質(zhì)量計(jì)）通常比干空氣要少得多，但它占有與干空氣相同的體積，也具有相同的溫度。濕空氣所具有的壓力是各組成氣體（即干空氣與水蒸氣）分壓力的和。濕空氣中水蒸氣所具有的壓力，稱為水蒸氣分壓力，記作Ρso。其值反映了濕空氣中水蒸氣含量的多少，水蒸氣含量越高，水蒸氣分壓力也越高。飽和空氣中水蒸氣分壓力叫水蒸氣飽和分壓力，記作Ρab。

8什么叫空氣的濕度？濕度有幾種？

答：表示空氣干濕程度的物理量叫濕度。常用的濕度表示有：絕對濕度、相對濕度。

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1m3容積中濕空氣含有水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的“絕對濕度”，單位是g/m3。絕對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。絕對濕度也就是濕空氣中水蒸氣的密度。

濕空氣中實(shí)際所含的水蒸氣量與同溫度下最大可能含有水蒸氣量的比值稱為“相對濕度”，常用φ來表示。相對濕度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。濕空氣的吸濕能力還與其溫度有關(guān)，濕空氣的溫度升高，飽和壓力相應(yīng)增大，如此時(shí)的水蒸氣的含量不變，則濕空氣的相對濕度φ將下降，就是說濕空氣的吸濕能力增加。因此空壓機(jī)機(jī)房在安裝時(shí)應(yīng)注意保持通風(fēng)、降低溫度、室內(nèi)無排水、積水，以減少空氣中的水分。

9什么叫含濕量？含濕量怎樣計(jì)算？

答：在濕空氣中，1kg干空氣含有水蒸氣的質(zhì)量叫做濕空氣的“含濕量”，常用。來表示，含濕量ω幾乎同水蒸氣分壓力Pso成正比，而同空氣總壓力p成反比。ω確切反映了空氣中含有的水蒸氣量的多少，如大氣壓力一般不變，則濕空氣溫度一定時(shí)，Pso也一定，此時(shí)相對濕度增加，其含濕量增加，吸濕能力減少。

10飽和空氣中水蒸氣的密度取決于什么？

答：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與空氣壓力大小無關(guān)，溫度越高，飽和水蒸氣的密度越大。譬如，在40℃時(shí)1立方空氣，不論其壓力是0.1MPa還是1.0MPa，它的飽和水蒸氣密度是一樣的。

11什么叫濕空氣？

答：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。空壓機(jī)的工作對象就是濕空氣。

12什么是熱量？

答：熱量是能量的一種形式。常用單位：KJ/（kg·℃）、cal/（kg·℃）、kcal/（kg·℃）等。1kcal=4.186kJ，1kJ=0.24kcal。

根據(jù)熱力學(xué)定律，熱量能通過對流、傳導(dǎo)、輻射等形式，從高溫端向低溫端自發(fā)傳遞。在沒有外功耗情況下，熱量永遠(yuǎn)不可能作反向傳遞。

13什么是顯熱？什么是潛熱？

答：物體在加熱或冷卻過程中，溫度升高或降低而不改變其原有相態(tài)所需吸收或放出的熱量，稱為顯熱。它能使人們有明顯的冷熱變化感覺，通?？捎脺囟扔?jì)測量出來。如將水從20℃升高到80℃所吸收到的熱量，就叫顯熱。

在物體吸收或放出熱量過程中，其相態(tài)發(fā)生了變化（如氣體變成液體……），但溫度不發(fā)生變化，這種吸收或放出的熱量叫潛熱。潛熱不能用溫度計(jì)測量出來，人體也無法感受到，但可通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算出來。

飽和空氣在放出熱量后，一部分水蒸氣會相變成液態(tài)水，而此時(shí)飽和空氣溫度并不下降，這部分放出的熱量就是潛熱。

14什么是空氣的焓值？

答：空氣的焓值是指空氣所含有的總熱量，通常以干空氣的單位質(zhì)量為基準(zhǔn)。焓用符號ι表示。

15什么叫露點(diǎn)？它和什么有關(guān)？

答：未飽和空氣在保持水蒸氣分壓不變（即保持絕對含水量不變）情況下降低溫度，使之達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度叫露點(diǎn)。溫度降至露點(diǎn)時(shí)，濕空氣中便有凝結(jié)水滴析出。

濕空氣的露點(diǎn)不僅與溫度有關(guān)，而且與濕空氣中水分含量的多少有關(guān)。含水量大的露點(diǎn)高，含水量少的露點(diǎn)低。在一定的濕空氣溫度下，露點(diǎn)溫度越高，說明濕空氣中水蒸氣分壓力越大，濕空氣中水蒸氣的含量也越大。露點(diǎn)溫度在壓縮機(jī)工程中有重要用途，如空壓機(jī)出口溫度過低時(shí)，油氣桶內(nèi)會因溫度過低而造成油氣混合物結(jié)露，使?jié)櫥秃绊憹櫥Ч?。因此，空壓機(jī)出口溫度設(shè)計(jì)時(shí)必須保證不低于相應(yīng)分壓力下的露點(diǎn)溫度。

16什么是壓力露點(diǎn)？

答：濕空氣被壓縮后，水蒸氣密度增加，溫度也上升。壓縮空氣冷卻時(shí)，相對濕度便增加，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到相對濕度達(dá)100％時(shí)，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時(shí)的溫度就是壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”。

17壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)有什么關(guān)系？

答：壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系與壓縮比有關(guān)，在壓力露點(diǎn)相同情況下，壓縮比越大，所對應(yīng)的常壓露點(diǎn)越低。例如：0.7MPa的壓縮空氣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，相當(dāng)于常壓露點(diǎn)為-23℃。當(dāng)壓力提高到1.0MPa時(shí)，同樣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，其對應(yīng)的常壓露點(diǎn)降到-28℃。

18壓縮空氣露點(diǎn)用什么儀器來測量？

答：壓力露點(diǎn)單位雖然是攝氏度（℃），但它的內(nèi)涵是壓縮空氣的含水量。因此測量露點(diǎn)實(shí)際上就是測空氣的含水量。測量壓縮空氣露點(diǎn)的儀器很多，有用氮?dú)?、乙醚等作冷源的“鏡面露點(diǎn)儀”，有用五氧化二磷、氯化鋰等作電解質(zhì)的“電解濕度計(jì)”等。目前工業(yè)上普遍使用專用的氣體露點(diǎn)計(jì)來測量壓縮空氣的露點(diǎn)，如英國的SHAW露點(diǎn)儀，該儀器的測量范圍可達(dá)-80℃。

19用露點(diǎn)儀測量壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意什么？

答：用露點(diǎn)儀測量空氣露點(diǎn)，特別是在被測空氣含水量極低時(shí)，操作要十分仔細(xì)和耐心。氣體采樣設(shè)備及連接管路必須是干燥的（至少要比被測氣體干燥），管路連接應(yīng)是完全密封的，氣體流速應(yīng)按規(guī)定選取，而且要求有足夠長的預(yù)處理時(shí)間，稍一不慎，就會帶來很大誤差。實(shí)踐證明用五氧化二磷作電解質(zhì)的“微水分測定儀”來測量經(jīng)冷干機(jī)處理的壓縮空氣的壓力露點(diǎn)時(shí)，誤差很大。這是由于在測試過程中壓縮空氣會產(chǎn)生二次電解，使讀數(shù)值比實(shí)際高。所以在測量冷干機(jī)處理的壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)，不應(yīng)當(dāng)使用這類儀器。

20壓縮空氣的壓力露點(diǎn)應(yīng)在干燥機(jī)哪個(gè)部位測量？

答：用露點(diǎn)儀測量壓縮空氣的壓力露點(diǎn)，取樣點(diǎn)應(yīng)放在干燥機(jī)的排氣管道內(nèi)，且樣氣中不能含有液態(tài)水滴。對于其他采樣點(diǎn)測出的露點(diǎn)都有誤差。

21可以用蒸發(fā)溫度來代替壓力露點(diǎn)嗎？

答：在冷干機(jī)里，蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）的讀數(shù)是不能用來代替壓縮空氣的壓力露點(diǎn)的。這是由于在換熱面積有限的蒸發(fā)器里，壓縮空氣與冷媒蒸發(fā)溫度在熱交換過程中存在不可忽略的溫差（有時(shí)可達(dá)4~6℃）；壓縮空氣所能冷卻到的溫度總比冷媒蒸發(fā)溫度高。處于蒸發(fā)器與預(yù)冷器之間“氣水分離器”的分離效率也不可能是100％，總有一部分分離不盡的細(xì)小水滴會隨氣流進(jìn)入預(yù)冷器，并在那里“二次蒸發(fā)”還原成水蒸氣，使壓縮空氣含水量增加，露點(diǎn)上升。因此在這種情況下，所測得的冷媒蒸發(fā)溫度總比壓縮空氣的實(shí)際壓力露點(diǎn)來得低。

22在什么情況下可以用測量溫度的辦法來代替壓力露點(diǎn)？

答：工業(yè)現(xiàn)場用SHAW露點(diǎn)計(jì)間歇取樣測量空氣壓力露點(diǎn)的步驟相當(dāng)麻煩，往往因測試條件不完備而影響測試結(jié)果。因此在要求不十分嚴(yán)格的場合，往往用溫度計(jì)來近似測量壓縮空氣的壓力露點(diǎn)。

用溫度計(jì)測量壓縮空氣壓力露點(diǎn)的理論依據(jù)是：如果被蒸發(fā)器強(qiáng)制冷卻后通過氣水分離器進(jìn)入預(yù)冷器的壓縮空氣，其中所帶的凝結(jié)水在氣水分離器得到完全分離，那么此時(shí)所測得的壓縮空氣溫度即是它的壓力露點(diǎn)。雖然實(shí)際上氣水分離器的分離效率不可能達(dá)到100％，但在預(yù)冷器與蒸發(fā)器凝結(jié)水排出良好的情況下，進(jìn)入氣水分離器并需通過氣水分離器排除的凝結(jié)水只占全部凝結(jié)水量的很少一部分。因此用這種方法測壓力露點(diǎn)誤差并不很大。

用這種方法測量壓縮空氣壓力露點(diǎn)時(shí)，溫度測點(diǎn)應(yīng)選擇在冷干機(jī)蒸發(fā)器末端或氣水分離器內(nèi)，因?yàn)檫@點(diǎn)壓縮空氣溫度最低。

23壓縮空氣干燥方法有哪幾種？

答：壓縮空氣可以通過加壓、降溫、吸附等方法來除去其中的水蒸氣，并可通過加熱、過濾、機(jī)械分離等方法除去液態(tài)水分。

冷凍式干燥機(jī)就是對壓縮空氣進(jìn)行降溫來排除其中所含水蒸氣，獲得相對干燥壓縮空氣的一種設(shè)備。空壓機(jī)的后部冷卻器也是利用降溫來排除其中所含水蒸氣。吸附式干燥器是利用吸附原理來排除壓縮空氣所含水蒸氣。

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