1. Что такое воздух? Что такое обычный воздух?
Ответ: Атмосферу вокруг Земли мы привыкли называть воздухом.
Воздух при заданном давлении 0,1 МПа, температуре 20°C и относительной влажности 36% является нормальным воздухом. Нормальный воздух отличается от стандартного воздуха температурой и содержит влагу. Если в воздухе присутствует водяной пар, то после его отделения объём воздуха уменьшается.
2. Каково стандартное определение состояния воздуха?
Ответ: Определение стандартного состояния следующее: состояние воздуха, при котором давление всасывания воздуха составляет 0,1 МПа, а температура — 15,6 °C (в отечественной промышленности принято определять ее как 0 °C), называется стандартным состоянием воздуха.
В стандартном состоянии плотность воздуха составляет 1,185 кг/м3 (производительность выхлопной системы воздушного компрессора, осушителя, фильтра и другого оборудования для последующей обработки обозначается скоростью потока в стандартном состоянии воздуха, а единица измерения записывается как Нм3/мин).
3. Что такое насыщенный и ненасыщенный воздух?
Ответ: При определённых температуре и давлении содержание водяного пара во влажном воздухе (то есть плотность водяного пара) имеет определённый предел; когда количество водяного пара, содержащегося в нём при определённой температуре, достигает максимально возможного значения, влажность воздуха в этот момент времени называется насыщенным. Влажный воздух, содержание водяного пара в котором ниже максимально возможного значения, называется ненасыщенным.
4. При каких условиях ненасыщенный воздух становится насыщенным? Что такое «конденсация»?
В момент, когда ненасыщенный воздух становится насыщенным, во влажном воздухе конденсируются капли воды, что называется «конденсацией». Конденсация — распространённое явление. Например, летом влажность воздуха очень высокая, и на поверхности водопроводной трубы легко образуются капли воды. Зимним утром капли воды появляются на стёклах окон жильцов. Это влажный воздух, охлаждённый под постоянным давлением до точки росы. Это результат конденсации, вызванной температурой.
5. Что такое атмосферное, абсолютное и избыточное давление? Каковы общепринятые единицы измерения давления?
Ответ: Давление, создаваемое очень толстым слоем атмосферы, окружающей земную поверхность, на земную поверхность или поверхностные объекты, называется «атмосферным давлением» и обозначается буквой Pb; давление, непосредственно действующее на поверхность сосуда или объекта, называется «абсолютным давлением». Величина давления определяется с помощью абсолютного вакуума и обозначается буквой Pa; давление, измеряемое манометрами, вакуумметрами, U-образными трубками и другими приборами, называется «манометрическим давлением», а «манометрическое давление» определяется с помощью атмосферного давления и обозначается буквой Pg. Соотношение между этими тремя величинами следующее:
Па=Pb+Pg
Давление измеряется силой, действующей на единицу площади, а единицей измерения давления является Н/квадрат, обозначаемый как Па, или паскаль. МПа (МПа) обычно используется в технике.
1МПа=10 Па в шестой степени
1 стандартное атмосферное давление = 0,1013 МПа
1кПа=1000Па=0,01кгс/квадрат
1МПа=10 в шестой степени Па=10,2 кгс/квадрат
В старой системе единиц давление обычно выражалось в кгс/см2 (килограмм-сила/квадратный сантиметр).
6. Что такое температура? Какие единицы измерения температуры обычно используются?
A: Температура — это среднестатистическое значение теплового движения молекул вещества.
Абсолютная температура: температура, начиная с самой низкой предельной температуры, при которой молекулы газа перестают двигаться, обозначается буквой T. Единица измерения — «Кельвин», символ — K.
Температура по шкале Цельсия: температура, измеряемая от точки таяния льда. Единица измерения — «градус Цельсия», обозначение — ℃. Кроме того, в Великобритании и США часто используется «градус Фаренгейта», обозначение — F.
Соотношение преобразования между тремя единицами измерения температуры следующее:
Т (К) = t (°С) + 273,16
t(F)=32+1,8t(℃)
7. Каково парциальное давление водяного пара во влажном воздухе?
Ответ: Влажный воздух представляет собой смесь водяного пара и сухого воздуха. В определенном объеме влажного воздуха количество водяного пара (по массе) обычно намного меньше, чем в сухом воздухе, но он занимает тот же объем, что и сухой воздух. , также имеют одинаковую температуру. Давление влажного воздуха является суммой парциальных давлений составляющих его газов (то есть сухого воздуха и водяного пара). Давление водяного пара во влажном воздухе называется парциальным давлением водяного пара и обозначается как Pso. Его значение отражает количество водяного пара во влажном воздухе: чем выше содержание водяного пара, тем выше парциальное давление водяного пара. Парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе называется парциальным давлением насыщенного водяного пара и обозначается как Pab.
8. Какова влажность воздуха? Насколько она высокая?
Ответ: Физическая величина, выражающая сухость и влажность воздуха, называется влажностью. Обычно используются следующие обозначения влажности: абсолютная влажность и относительная влажность.
При стандартных условиях масса водяного пара, содержащегося во влажном воздухе в объёме 1 м³, называется абсолютной влажностью влажного воздуха, а её единицей измерения является г/м³. Абсолютная влажность воздуха показывает лишь количество водяного пара, содержащегося в единице объёма влажного воздуха, но не отражает его способность поглощать водяной пар, то есть степень влажности. Абсолютная влажность — это плотность водяного пара во влажном воздухе.
Отношение фактического количества водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к максимально возможному количеству водяного пара при той же температуре называется «относительной влажностью», которую часто выражают как φ. Относительная влажность φ находится в диапазоне от 0 до 100%. Чем меньше значение φ, тем суше воздух и тем сильнее водопоглощающая способность; чем больше значение φ, тем влажнее воздух и тем слабее водопоглощающая способность. Влагопоглощающая способность влажного воздуха также связана с его температурой. По мере повышения температуры влажного воздуха давление насыщения соответственно увеличивается. Если содержание водяного пара в это время остается неизменным, относительная влажность φ влажного воздуха будет уменьшаться, то есть влагопоглощающая способность влажного воздуха увеличиваться. Поэтому при установке воздушного компрессорного помещения следует уделять внимание поддержанию вентиляции, снижению температуры, отсутствию дренажа и накоплению воды в помещении, чтобы уменьшить влажность воздуха.
9. Что такое влажность? Как её рассчитать?
Ответ: Во влажном воздухе масса водяного пара, содержащегося в 1 кг сухого воздуха, называется «влагосодержанием» влажного воздуха, что обычно используется для обозначения влажности. Это показывает, что влажность ω почти пропорциональна парциальному давлению водяного пара Pso и обратно пропорциональна общему давлению воздуха p. ω точно отражает количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Если атмосферное давление относительно постоянно, то при постоянной температуре влажного воздуха Pso также постоянно. При этом относительная влажность увеличивается, влагосодержание увеличивается, а влагопоглощающая способность уменьшается.
10. От чего зависит плотность водяного пара в насыщенном воздухе?
Ответ: Содержание водяного пара (плотность водяного пара) в воздухе ограничено. В диапазоне аэродинамического давления (2 МПа) можно считать, что плотность водяного пара в насыщенном воздухе зависит только от температуры и не связана с давлением воздуха. Чем выше температура, тем больше плотность насыщенного водяного пара. Например, при температуре 40°C 1 кубический метр воздуха имеет одинаковую плотность насыщенного водяного пара независимо от давления 0,1 МПа или 1,0 МПа.
11. Что такое влажный воздух?
Ответ: Воздух, содержащий определённое количество водяного пара, называется влажным, а воздух без водяного пара – сухим. Окружающий нас воздух – влажный. На определённой высоте состав и доля сухого воздуха в основном стабильны и не оказывают особого влияния на тепловые характеристики всего влажного воздуха. Хотя содержание водяного пара во влажном воздухе невелико, изменение его содержания оказывает большое влияние на физические свойства влажного воздуха. Количество водяного пара определяет степень сухости и влажности воздуха. Рабочим объектом воздушного компрессора является влажный воздух.
12. Что такое тепло?
Ответ: Тепло — это форма энергии. Обычно используемые единицы измерения: кДж/(кг·°C), кал/(кг·°C), ккал/(кг·°C) и т. д. 1 ккал = 4,186 кДж, 1 кДж = 0,24 ккал.
Согласно законам термодинамики, тепло может самопроизвольно передаваться от высокотемпературного конца к низкотемпературному посредством конвекции, теплопроводности, излучения и других форм. Без внешнего потребления энергии тепло никогда не может быть обращено вспять.
13. Что такое явная теплота? Что такое скрытая теплота?
Ответ: Тепло, поглощаемое или выделяемое объектом при нагревании или охлаждении при повышении или понижении его температуры без изменения его исходного фазового состояния, называется явным теплом. Оно может вызывать у людей заметные изменения температуры, которые обычно можно измерить термометром. Например, тепло, поглощаемое при нагревании воды с 20°C до 80°C, называется явным теплом.
Когда тело поглощает или выделяет тепло, его фазовое состояние изменяется (например, газ становится жидкостью…), но температура не меняется. Это поглощенное или выделенное тепло называется скрытой теплотой. Скрытую теплоту невозможно измерить термометром, и человеческое тело не может её почувствовать, но её можно рассчитать экспериментально.
После того как насыщенный воздух отдаст тепло, часть водяного пара перейдет в жидкую воду, а температура насыщенного воздуха в это время не понижается, и эта часть выделившегося тепла представляет собой скрытую теплоту.
14. Что такое энтальпия воздуха?
Ответ: Энтальпия воздуха — это общее количество тепла, содержащегося в воздухе, обычно рассчитываемое на единицу массы сухого воздуха. Энтальпия обозначается символом ι.
15. Что такое точка росы и с чем она связана?
Ответ: Точка росы – это температура, при которой ненасыщенный воздух понижает свою температуру, сохраняя при этом парциальное давление водяного пара постоянным (то есть сохраняя постоянным абсолютное содержание воды), достигая состояния насыщения. При понижении температуры до точки росы во влажном воздухе начинают выпадать капли сконденсированной воды. Точка росы влажного воздуха зависит не только от температуры, но и от количества влаги во влажном воздухе. Точка росы высокая при высоком содержании воды и низкая при низком содержании воды. При определенной температуре влажного воздуха, чем выше температура точки росы, тем выше парциальное давление водяного пара во влажном воздухе и тем больше содержание водяного пара во влажном воздухе. Температура точки росы имеет важное значение в компрессоростроении. Например, при слишком низкой температуре на выходе воздушного компрессора смесь масла и газа конденсируется из-за низкой температуры в камере сгорания, что приводит к повышению содержания воды в смазочном масле и ухудшению смазочных свойств. Поэтому температура на выходе воздушного компрессора должна быть рассчитана таким образом, чтобы она была не ниже температуры точки росы при соответствующем парциальном давлении.
Время публикации: 17 июля 2023 г.
