气体基本常识
一、压力知识
1、压力
物理学压力单位是N（牛顿），与质量Kg（千克）的关系是：1Kg=9.80672N而空压机行业的压力是指单位面积的力，如1平方米上受1牛顿力，压力为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、标准大气压
大气压不是固定不变的。为了比较大气压的大小，在1954年第十届国际计量大会上，科学家对大气压规定了一个“标准”：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压。0℃时水银的密度为13.595×103千克／米3，纬度45°的海平面上的g值为9.80672牛／千克，760毫米高水银柱产生的压强为：
P水银=ρ水银×g×h=13.595×103kg/m3×9.80672N/kg×0.76m=1.01325×105N/m2（Pa）=0.101325Mpa 1个物理大气压力=760mmHg(毫米汞柱)=1.033kgf/cm2=10.33mH2O(米水柱)寿力空气过滤器报警值为560mmH2O，则此时的负压值为：P=ρ水×g×h=1×103kg/m3×9.80672N/kg×0.56m≈5.5KPa
3、绝对压力
绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比，我们所居住的环境大气具有0.1Mpa 的绝对压力（即大气压力）。在海平面上，仪表压力加上0.1MPa的大气压力可得出绝对压力，高度越高大气压力就越低。
4、表压力
气压表或压力计是用于衡量大气的压力，测出的压力即为表压力，或称表压。大气压力加上仪表压力上就可得出绝对压力。绝对压力=压力计压力＋大气压力
5、压力单位换算：
MPa（兆帕）、psi（磅/英寸2 ）、bar（巴）、atm（大气压）、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、理想气体状态方程
密度相当低的所有气体符合理想气体状态方程，它反映了气体压强、容积和温度的相互关系。
P为气体的绝对压力Pa
V为体积m3
m为气体质量Kg
Rg为所有气体常数，对于空气有Rg＝287J／(kg·K)
T为气体的绝对温度K。
因为一定量的气体在受压缩前后，质量m不会变化,常数Rg也不会变化，故在受压缩前后，气体状态方程也可表达为
从该式分析，结论有：
温度保持不变，则压强与体积成反比——波义耳一马略特定律；
体积保持不变，则压强与温度成正比——查理定律；
压强保持不变，则体积与温度成正比——盖·吕萨克定律。
应用1：
某客户反映空压机气量不足，情况如下：空压机额定气量为3.5Nm3/min,后部管道及储气罐总容积为1.5m3，环境温度为35℃，对该空压机进行测试，将储气罐后部阀门关闭，启动空压机供气，经过3分钟，储气罐压力升至7.5bar，储气罐温度约为44℃。根据上述方程：
V1即为储气罐内的压缩空气换算到进气口状态的体积，则空压机排气量Q=V1/3 =3.63m3/min，说明空压机工作正常，如客户感觉气量不足，应检查后部用气情况。
二、湿度及温度
1、空气、湿空气、饱和空气
地球周围的大气，我们习惯上称它作空气。
自然界中的空气是由多种气体（N2(78.03%)、O2 (20.93%)、CO2(0.03%)……等）混合而成的，水蒸气是其中的一种。
大气压力由各种气体的分压力组成。即：
（PS为水蒸气的分压力）
含有一定量水蒸气的空气叫湿空气，不含水蒸气的空气叫干空气。我们周围的空气都是湿空气。在一定海拔高度下，干空气的组成成分及比例基本稳定不变，它对整个湿空气的热工性能无特殊意义。湿空气中的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。水蒸气含量的多少决定了空气的干燥和潮湿程度。
冷干机的工作对象就是湿空气。在一定的温度和压力条件下，湿空气中水蒸气的含量（即水蒸气密度）是有一定限度的；在某一温度下，所含水蒸气的量达到最大可能含量时，这时的湿空气叫饱和空气。水蒸气未达到最大可能含量时的湿空气就叫未饱和空气。
2、湿度、绝对湿度、饱和湿度、相对湿度、标准状态
表示空气干湿程度的物理量叫“湿度”。
常用的湿度表示方法的“绝对湿度”、“相对湿度”和“含湿量”。
1m3容积中湿空气含有水蒸气的重量称为“绝对湿度”，单位是g/m3。绝对湿度只表明单位体积湿空气中，含有多少水蒸气，而不能表示湿空气吸收水蒸气的能力，即不能表示湿空气的潮湿程度，因为在不同的温度下，空气中能容纳的水蒸气是不同的。绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度。
饱和状态下空气的湿度叫饱和湿度。
湿空气中实际所含的水蒸气量与同温度下最大可能含有水蒸气量的比值称为“相对湿度”，一般用φ或RH（Relative Humidity）表示。
φ=绝对湿度/饱和湿度×100%
相对湿度φ在0~100%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。
3、露点、压力露点
在含水量不变的情况下，通过降低未饱和空气的温度可使之成为饱和空气。未饱和空气在成为饱和空气的瞬间，湿空气中会有液态水珠凝结出来，这一现象称之为“结露”
而使空气中所含有的水蒸汽达到饱和状态而结露时的温度叫做“露点”。
空气中水蒸气的含量（水蒸气密度）是有极限的。在气动压力（2MPa）范围内，可认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度的高低而和空气压力大小无关，温度越高，饱和水蒸气的密度越大，譬如，在40℃时，1m3空气，不论其压力是0.1MPa还是1.0MPa，它的饱和水蒸气密度都是51g。
当湿空气在受压缩时，水蒸气密度增加，温度也会有所上升，压缩空气冷却时，相对湿度便增加，当温度继续下降到相对湿度达100%时，便有水滴从压缩空气中析出，这时的湿度就是压缩空气的“压力露点”。
在实际工作中，常常会碰到压力露点与常压露点的换算，压力露点与常压露点之间的对应关系与“压缩比”有关，一般用图或表来表示。在“压力露点”相同情况下，“压缩比”越大，所对应的常压露点越低。例如：0.7Mpa（g）的压缩空气压力露点为2℃时，相当于常压露点为-21.5℃。当压力提高到1.0Mpa（g）时，同样压力露点为2℃时，对应的常压露点降到-25℃。
4、温度、干球温度、湿球温度
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为起点的温度，记为T。
单位为“开（开尔文）”，单位符号为K。
摄氏温度：以冰的融点为起点的温度，单位为“摄氏度”，单位符号为℃。
此外英美国家还经常用“华氏温度”，单位符号为℉。
温度单位之间的换算关系是：
t(℉ ) = 1.8×t(℃)+32
t(℃ ) = 5/9×t(℉- 32)
T(K) = t (℃) + 273.16
用温度计挂在室外或室内测得的温度称为干球温度。
将温度计的温泡扎上润湿的纱布，并将纱布的下端浸于充水容器中，就成为湿球温度计了。将湿球温度计置于通风处，使空气不断流通，此时该温度计读数为湿球温度。
湿球温度难以用简短的文字给出严谨确切的定义。湿球温度是标定空气相对湿度的一种手段，其涵义是，某一状态的空气，同湿球温度表的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。该温度是用温包上裹着湿纱布的温度表，在流速大于2.5m/s且不受直接辐射的空气中，所测得的纱布表面温度，以此作为空气接近饱和程度的一种度量。周围空气的饱和差愈大，湿球温度表上发生的蒸发愈强，而其示度也就愈低。根据干、湿球温度的差值，可以确定空气的相对湿度。
