1. 什么是空气?什么是正常空气?
答:地球周围的大气层,我们通常称之为空气。
在压力为0.1MPa、温度为20℃、相对湿度为36%的条件下,空气为正常空气。正常空气与标准空气的区别在于温度和湿度。当空气中含有水蒸气时,一旦水蒸气分离出来,空气体积就会减小。
2. 空气的标准定义是什么?
答:标准状态的定义是:当空气吸入压力为0.1MPa,温度为15.6℃(国内工业定义为0℃)时,空气状态称为空气的标准状态。
在标准状态下,空气密度为 1.185kg/m3(空气压缩机排气、干燥器、过滤器等后处理设备的容量以空气标准状态下的流量表示,单位为 Nm3/min)。
3. 什么是饱和空气和非饱和空气?
答:在一定的温度和压力下,湿空气中水蒸气的含量(即水蒸气的密度)存在一定的极限值;当一定温度下水蒸气的含量达到最大值时,此时的空气湿度称为饱和空气。未达到最大水蒸气含量的湿空气称为非饱和空气。
4. 在什么条件下,不饱和空气会变成饱和空气?什么是“凝结”?
当不饱和空气变为饱和空气时,液态水滴会在潮湿空气中凝结,这种现象称为“冷凝”。冷凝现象十分常见。例如,夏季空气湿度很高,水管表面很容易形成水滴。冬季清晨,居民家的玻璃窗上也会出现水滴。这些都是潮湿空气在恒定压力下冷却至露点后,由于温度变化而发生的冷凝现象。
5. 什么是大气压力、绝对压力和表压?压力的常用单位是什么?
答:地球表面周围厚厚的大气层对地球表面或物体表面产生的压力称为“大气压”,符号为Pb;直接作用于容器或物体表面的压力称为“绝对压力”,其值从绝对真空开始,符号为Pa;压力表、真空表、U形管等仪器测量的压力称为“表压”,表压从大气压开始,符号为Pg。三者之间的关系是:
Pa=Pb+Pg
压力是指单位面积上所受的力,压力单位为牛顿/平方(N/²),记为帕斯卡(Pa)。兆帕(MPa)是工程学中常用的单位。
1MPa=10的6次方帕
1个标准大气压 = 0.1013兆帕
1千帕=1000帕=0.01千克力/平方英寸
1MPa=10的六次方 Pa=10.2kgf/平方
在旧的单位制中,压力通常以 kgf/cm2(千克力/平方厘米)表示。
6. 什么是温度?常用的温度单位有哪些?
答:温度是物质分子热运动的统计平均值。
绝对温度:从气体分子停止运动的最低极限温度开始的温度,用 T 表示。单位是“开尔文”,单位符号是 K。
摄氏度温度:从冰的熔点开始的温度,单位是“摄氏度”,单位符号是℃。此外,英国和美国国家经常使用“华氏温度”,单位符号是F。
三种温度单位之间的换算关系是
T (K) = t (°C) + 273.16
t(F)=32+1.8t(℃)
7. 湿空气中水蒸气的分压是多少?
答案:湿空气是水蒸气和干燥空气的混合物。在一定体积的湿空气中,水蒸气的质量通常远小于干燥空气,但体积却与干燥空气相同,且温度也相同。湿空气的压力是组成气体(即干燥空气和水蒸气)分压之和。湿空气中水蒸气的压力称为水蒸气分压,记为Pso。其值反映了湿空气中水蒸气的含量,水蒸气含量越高,水蒸气分压也越高。饱和空气中水蒸气的分压称为饱和水蒸气分压,记为Pab。
8. 空气湿度是多少?湿度有多大?
答:表示空气干湿程度的物理量称为湿度。常用的湿度表示方法有:绝对湿度和相对湿度。
在标准条件下,1立方米潮湿空气中所含水蒸气的质量称为该潮湿空气的“绝对湿度”,单位为克/立方米(g/m³)。绝对湿度仅表示单位体积潮湿空气中所含水蒸气的量,并不表示潮湿空气吸收水蒸气的能力,即潮湿空气的湿度。绝对湿度是潮湿空气中水蒸气的密度。
实际空气中水蒸气含量与相同温度下空气中水蒸气最大可能含量的比值称为“相对湿度”,通常用φ表示。相对湿度φ的取值范围为0%到100%。φ值越小,空气越干燥,吸湿能力越强;φ值越大,空气越潮湿,吸湿能力越弱。潮湿空气的吸湿能力也与其温度有关。随着潮湿空气温度升高,饱和蒸汽压也相应升高。此时,如果水蒸气含量保持不变,则潮湿空气的相对湿度φ会降低,也就是说,潮湿空气的吸湿能力会增强。因此,在安装空压机房时,应注意保持通风,降低温度,避免排水不畅和室内积水,以降低空气湿度。
9. 什么是含水率?如何计算含水率?
答:在湿润空气中,1千克干燥空气中所含水蒸气的质量称为湿润空气的“含水量”,这是常用的术语。含水量ω与水蒸气分压Pso几乎成正比,与总气压p成反比。ω能够准确反映空气中所含水蒸气的量。如果大气压力基本恒定,且湿润空气的温度也恒定,则Pso也恒定。此时,相对湿度增加,含水量增加,而空气的吸湿能力下降。
10. 饱和空气中水蒸气的密度取决于什么?
答:空气中水蒸气的含量(水蒸气密度)是有限的。在空气动力压力(2MPa)范围内,可以认为饱和空气中水蒸气的密度仅取决于温度,而与气压无关。温度越高,饱和水蒸气的密度越大。例如,在40℃时,1立方米空气的饱和水蒸气密度与气压(0.1MPa或1.0MPa)无关。
11. 什么是湿润的空气?
答:含有一定量水蒸气的空气称为湿空气,不含水蒸气的空气称为干空气。我们周围的空气是湿空气。在一定高度,干空气的组成和比例基本稳定,对整体湿空气的热性能没有特别的影响。虽然湿空气中的水蒸气含量不大,但其含量的变化对湿空气的物理性质有很大影响。水蒸气的含量决定了空气的干湿程度。空气压缩机的工作对象是湿空气。
12. 什么是热?
答案:热是一种能量形式。常用单位:kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。1kcal=4.186kJ,1kJ=0.24kcal。
根据热力学定律,热量可以通过对流、传导、辐射等方式自发地从高温端传递到低温端。在没有外部能量输入的情况下,热量传递是不可逆的。
13. 什么是显热?什么是潜热?
答:在加热或冷却过程中,物体温度升高或降低而自身相态不变时所吸收或释放的热量称为显热。显热能使人明显感觉到冷热变化,通常可以用温度计测量。例如,水从20℃升高到80℃所吸收的热量就称为显热。
当物体吸收或释放热量时,其相态会发生变化(例如气体变为液体……),但温度不变。这种吸收或释放的热量称为潜热。潜热无法用温度计测量,人体也无法感知,但可以通过实验计算得出。
饱和空气释放热量后,一部分水蒸气会转化为液态水,此时饱和空气的温度不会下降,这部分释放的热量就是潜热。
14. 空气的焓是多少?
答案:空气焓是指空气中所含的总热量,通常以单位质量的干空气为基础。焓用符号ι表示。
15. 什么是露点?它与什么有关?
答:露点是指未饱和空气在保持水蒸气分压不变(即保持绝对含水量不变)的情况下,温度下降至饱和状态时的温度。当温度降至露点时,潮湿空气中会凝结成水滴。潮湿空气的露点不仅与温度有关,还与空气中的含水量有关。含水量越高,露点越高;含水量越低,露点越低。在一定的潮湿空气温度下,露点温度越高,空气中的水蒸气分压越大,含水量也越大。露点温度在压缩机工程中有着重要的应用。例如,当空气压缩机的出口温度过低时,由于油气罐内温度较低,油气混合物会发生冷凝,导致润滑油中含有水分,从而影响润滑效果。因此,必须设计空气压缩机的出口温度,以确保其不低于相应分压下的露点温度。
发布时间:2023年7月17日



