气源装置及压缩空气净化系统.pptx

 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=)干空气的组成如表9-1所示。表9-1干空气的组成成分氮气N2氧气O2氩Ar二氧化碳CO2其他气体体积分数/%/%,是干空气的分压力pg和水蒸气的分压力ps之和,即 p=ps+pg(9-1)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。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,大气压力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有水分的克数,而压力露点是指气压系统在某一高压下的凝结温度。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。图9-2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℃,在压力为7bar状况下的压力露点,则可在图9-2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。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相对湿度=100%×绝对湿度/饱和水含量 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9-1查得。图9-1露点表图9-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。(9-2)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。本节介绍几种常见的状态变化过程。 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:(9-3)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=/(kg·K),湿空气Rs=/(kg·K)。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。(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(9-4)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。(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