1. 什么是空气?什么是常规空气?
答:地球周围的大气层,我们习惯称之为空气。
在 0.1MPa 的规定压力、20°C 温度、36% 相对湿度下的空气称为常规空气。常规空气与标准空气在温度上不同,且含有水分。当空气中存在水蒸气时,一旦水蒸气被分离出来,空气体积就会减小。
2. 空气的标准状态定义是什么?
答:标准状态的定义是:吸气压力为 0.1MPa、温度为 15.6°C(国内行业定义为 0°C)时的空气状态,称为空气的标准状态。
标准状态下,空气密度为 1.185kg/m3(空压机排气量、冷干机、过滤器等后处理设备的产能均以空气标准状态下的流量标注,单位写作 Nm3/min)。
3. 什么是饱和空气与未饱和空气?
答:在一定温度和压力下,湿空气中水蒸气的含量(即水蒸气密度)有一定限度;当某一温度下所含的水蒸气量达到可能的最大含量时,此时的湿空气称为饱和空气。未含有最大可能水蒸气量的湿空气称为未饱和空气。
4. 未饱和空气在什么条件下会变成饱和空气?什么是“凝结”?
未饱和空气变为饱和空气的瞬间,湿空气中会凝结出液态水滴,这称为“凝结”。凝结现象很常见:例如夏季空气湿度很高,水管表面容易形成水滴;冬季清晨,居民家的玻璃窗上会出现水滴。这些都是湿空气在定压下冷却至露点温度后发生凝结的结果。
5. 什么是大气压、绝对压力和表压力?压力的常用单位有哪些?
答:地球表面周围很厚的大气层对地球表面或表面物体造成的压力称为“大气压”,符号为 Ρb;直接作用于容器或物体表面的压力称为“绝对压力”,压力值以绝对真空为起点,符号为 Pa;用压力表、真空表、U 形管等仪表测得的压力称为“表压力”,“表压力”以大气压为起点,符号为 Ρg。三者之间的关系是
Pa=Pb+Pg
压力是指单位面积上的作用力,压力单位为 N/平方米,记作 Pa,称为帕斯卡。工程上常用 MPa(兆帕)
1MPa=10 的六次方 Pa
1 标准大气压 = 0.1013MPa
1kPa=1000Pa=0.01kgf/平方
1MPa=10 的六次方 Pa=10.2kgf/平方
在旧的单位制中,压力通常用 kgf/cm2(千克力/平方厘米)表示。
6. 什么是温度?常用温度单位有哪些?
答:温度是物质分子热运动的统计平均值。
绝对温度:以气体分子停止运动时的最低极限温度为零点起算的温度,记为 T,单位为“开尔文”,单位符号为 K。
摄氏温度:以冰的熔点为起点起算的温度,单位为“摄氏度”,单位符号为 ℃。此外,英美国家常用“华氏温度”,单位符号为 F。
三种温度单位之间的换算关系为
T(K)= t(°C)+ 273.16
t(F)=32+1.8t(℃)
7. 湿空气中水蒸气的分压力是什么?
答:湿空气是水蒸气与干空气的混合物。在一定体积的湿空气中,水蒸气的量(按质量计)通常远少于干空气,但它与干空气占据相同的体积,也具有相同的温度。湿空气的压力为各组成气体(即干空气和水蒸气)分压力之和。湿空气中水蒸气的压力称为水蒸气分压力,记为 Pso。其数值反映湿空气中水蒸气的多少,水蒸气含量越高,水蒸气分压力越高。饱和空气中水蒸气的分压力称为水蒸气的饱和分压力,记为 Pab。
8. 什么是空气的湿度?湿度有多少?
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。
标准条件下,1 m3 体积的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的“绝对湿度”,单位为 g/m3。绝对湿度只表示单位体积湿空气中所含水蒸气的多少,并不表示湿空气吸收水蒸气的能力,即湿空气的潮湿程度。绝对湿度就是湿空气中水蒸气的密度。
湿空气中所含水蒸气的实际量与同一温度下可能的最大水蒸气量之比称为“相对湿度”,常用 φ 表示。相对湿度 φ 在 0 至 100% 之间。φ 值越小,空气越干燥,吸水能力越强;φ 值越大,空气越潮湿,吸水能力越弱。湿空气的吸湿能力还与其温度有关。随着湿空气温度升高,饱和压力相应增大。若此时水蒸气含量不变,湿空气的相对湿度 φ 将减小,也就是说湿空气的吸湿能力增强。因此,在空压机房的安装过程中,应注意保持通风、降低温度、避免室内积水和排水不畅,以减少空气中的水分。
9. 什么是含湿量?如何计算含湿量?
答:湿空气中,1kg 干空气所含的水蒸气质量称为湿空气的“含湿量”,常用 ω 表示。含湿量 ω 几乎与水蒸气分压力 Pso 成正比,与空气总压力 p 成反比。ω 能确切反映空气中所含水蒸气的多少。若大气压一般不变,当湿空气温度不变时,Pso 也不变。此时相对湿度增大,含湿量增大,吸湿能力减弱。
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。在气动压力范围(2MPa)内,可以认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度,与空气压力无关。温度越高,饱和水蒸气密度越大。例如在 40°C 下,无论压力是 0.1MPa 还是 1.0MPa,1 立方米空气的饱和水蒸气密度都相同。
11. 什么是湿空气?
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。我们周围的空气都是湿空气。在一定海拔高度下,干空气的组成和比例基本稳定,对整体湿空气的热工性能没有特殊意义。湿空气中水蒸气含量虽然不大,但含量的变化对湿空气的物理性质影响很大。水蒸气的多少决定了空气的干湿程度。空压机的工作对象就是湿空气。
12. 什么是热量?
答:热量是能量的一种形式。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、辐射等形式自发地从高温端传递到低温端。在没有外界消耗功的情况下,热量绝不可能反向传递。
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原有相态不变时所吸收或放出的热量称为显热。它能让人有明显冷热变化,通常可用温度计测量。例如把水从 20°C 加热到 80°C 所吸收的热量就是显热。
物体吸收或放出热量时,其相态发生变化(如气体变为液体……),但温度不变,这部分吸收或放出的热量称为潜热。潜热无法用温度计测量,人体也感觉不到,但可以通过实验计算。
饱和空气放出热量后,部分水蒸气会相变为液态水,此时饱和空气的温度并不下降,这部分放出的热量就是潜热。
14. 什么是空气的焓?
答:空气的焓是指空气中所含的总热量,通常以单位质量干空气为基准。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水蒸气分压力不变(即绝对含水量不变)的情况下降低温度,使其达到饱和时的温度。当温度降至露点时,湿空气中会析出凝结水滴。湿空气的露点不仅与温度有关,还与湿空气中的水分含量有关。含水量高则露点高,含水量低则露点低。在一定湿空气温度下,露点温度越高,湿空气中水蒸气分压力越大,湿空气中的水蒸气含量越多。露点温度在压缩机工程中有重要用途。例如,当空压机出口温度过低时,油气混合物会因油气桶内温度低而凝结,使润滑油含水,影响润滑效果。因此,空压机出口温度的设计必须确保其不低于相应分压力下的露点温度。



