空气物理性能课件讲解

压缩空气物理性能

1．空气的湿度与露点

自然界的空气是由很多气体混合而成的。其主要成分有氮(N2)和氧(O2)，其他气体占的比例极小。此外，空气中常含有一定量的水蒸气，水蒸气的含量取决于大气的湿度和温度。把含有水蒸气的空气称为湿空气，大气中的空气基本上都是湿空气；把不含水蒸气的空气称为干空气。标准状态下(即温度为0℃、压力为p＝0.1013MPa)干空气的组成如表示。

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1．空气的湿度与露点

湿空气的压力称为全压力p，是干空气的分压力pg和水蒸气的分压力ps之和，即

p＝ps＋pg

分压力是指湿空气的各个组成气体，在相同温度下，独占湿空气总容积时所具有的压力。平常所说的大气压力就是指湿空气的全压力。

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1．空气的湿度与露点

湿空气的压力称为全压力p，是干空气的分压力pg和水蒸气的分压力ps之和，即

p＝ps＋pg

分压力是指湿空气的各个组成气体，在相同温度下，独占湿空气总容积时所具有的压力。平常所说的大气压力就是指湿空气的全压力。

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1．空气的湿度与露点

露点是指在规定的空气压力下，当温度一直下降到成为饱和状态时，水蒸气开始凝结的那一刹那的温度。露点又可分为大气压露点和压力露点两种。大气压露点是指在大气压下水分的凝结温度，图9－1给出了温度在－30℃～＋80℃范围内每立方米大气所含水分的克数；而压力露点是指气压系统在某一压力下的凝结温度。以空气压缩机为例，其吸入口为大气压露点，输出口为压力露点。压缩空气物理性能右图为大气压露点与压力露点之间的换算表。如要求大气压露点为－22℃、压力为7bar状况下的压力露点，则可在图中查到压力露点为4℃，意为在压力为7bar，当空气冷却到4℃时，若将其减压成大气压，则水分在－22℃以下会凝结，湿空气便有水滴析出。降温法清除湿空气中的水分利用的就是此原理。露点表压缩空气物理性能相对湿度因空气湿度和气候状况而异。常把相对湿度定义为

式中，绝对湿度是指单位立方米空气中所含的水分的量；饱和水含量是指单位立方米空气在所述温度下能够吸收水分的量。空气在不同温度下的饱和水含量可由图查得。压力露点与大气压露点的换算

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2.空气的密度

空气具有一定质量，其密度是单位体积内空气的质量，用ρ表示，即

式中，m表示空气的质量(kg)；V表示空气的体积(m3)。

空气的密度与温度、压力有关，三者满足气体状态方程式。

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3.气体状态方程

气体的三个状态参数是压力p、温度T和体积V。气体状态方程是描述气体处于某一平衡状态时，这三个参数之间的关系。

1．理想气体的状态方程

所谓理想气体，是指没有粘性的气体。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下气体状态方程成立：p＝ρRT

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3.气体状态方程

气体的三个状态参数是压力p、温度T和体积V。气体状态方程是描述气体处于某一平衡状态时，这三个参数之间的关系。

1．理想气体的状态方程

所谓理想气体，是指没有粘性的气体。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下气体状态方程成立：p＝ρRT

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3.气体状态方程

气体的三个状态参数是压力p、温度T和体积V。气体状态方程是描述气体处于某一平衡状态时，这三个参数之间的关系。理想气体的状态变化过程的三个变化：(1)等容过程(查理定律)(2)等压过程(盖－吕萨克定律)

(3)等温过程(波意耳定律)

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1．理想气体的状态方程

所谓理想气体，是指没有粘性的气体。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下气体状态方程成立：p＝ρRT

式中，p1、p2分别为气体在1、2两状态下的绝对压力(Pa)；V1、V2分别为气体在1、2两状态下的体积(m3)；T1、T2分别为气体在1、2两状态下的热力学温度(K)；ρ为气体的密度(kg/m3)；R为气体常数(J/(kg·K))，其中，干空气Rg＝287.1J/(kg·K)，湿空气Rs＝462.05J/(kg·K)。

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1．理想气体的状态方程

所谓理想气体，是指没有粘性的气体。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下气体状态方程成立：p＝ρRT

式中，p1、p2分别为气体在1、2两状态下的绝对压力(Pa)；V1、V2分别为气体在1、2两状态下的体积(m3)；T1、T2分别为气体在1、2两状态下的热力学温度(K)；ρ为气体的密度(kg/m3)；R为气体常数(J/(kg·K))，其中，干空气Rg＝287.1J/(kg·K)，湿空气Rs＝462.05J/(kg·K)。

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1．理想气体的状态方程

所谓理想气体，是指没有粘性的气体。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下气体状态方程成立：p＝ρRT

式中，p1、p2分别为气体在1、2两状态下的绝对压力(Pa)；V1、V2分别为气体在1、2两状态下的体积(m3)；T1、T2分别为气体在1、2两状态下的热力学温度(K)；ρ为气体的密度(kg/m3)；R为气体常数(J/(kg·K))，其中，干空气Rg＝287.1J/(kg·K)，湿空气Rs＝462.05J/(kg·K)。

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1．理想气体的状态方程

由于实际气体具有粘性，因而严格地讲它并不完全符合理想气体方程式。实验证明：理想气体状态方程适用于绝对压力不超过20MPa、温度不低于20℃的空气、氧气、氮气、二氧化碳等，不适用于高压状态和低温状态下的气体。ρ、V、T的变化决定了气体的不同状态，在状态变化过程中加上限制条件时，理想气体状态方程将有以下几种形式。

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1．理想气体的状态方程

(1)等容过程(查理定律)：一定质量的气体，在体积不变的条件下所进行的状态变化过程，称为等容过程。等容过程的状态方程为

式表明：当体积不变时，压力上升，气体的温度随之上升；压力下降，气体的温度随之下降。

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1．理想气体的状态方程(2)等压过程(盖－吕萨克定律)：一定质量的气体，在压力不变的条件下所进行的状态变化过程，称为等压过程。等压过程的状态方程为

式表明：当压力不变时，温度上升，气体的体积增大(气体膨胀)；温度下降，气体的体积缩小。

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1．理想气体的状态方程

(3)等温过程(波意耳定律)：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下所进行的状态变化过程，称为等温过程。气体状态变化很慢时，可视为等温过程，如气动系统中的气缸运动、管道送气过程等。等温过程的状态方程为

p1V1＝p2V2

式表明：在温度不变的条件下，气体压力上升时，气体体积被压缩；气体压力下降时，气体体积膨胀。。

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1．理想气体的状态方程