1. Что такое воздух? Что такое нормальный воздух?
Ответ: Атмосфера вокруг Земли, которую мы обычно называем 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. При наличии водяного пара в воздухе после его отделения объем воздуха уменьшается.
2. Каково стандартное определение воздуха в штате?
Ответ: Стандартное состояние воздуха определяется следующим образом: стандартным состоянием воздуха называется состояние, при котором давление всасывания составляет 0,1 МПа, а температура — 15,6 °C (в отечественной промышленности это 0 °C).
В стандартном состоянии плотность воздуха составляет 1,185 кг/м³ (производительность вытяжного компрессора, осушителя, фильтра и другого оборудования для постобработки воздуха указывается по расходу воздуха в стандартном состоянии и обозначается как Нм³/мин).
3. Что такое насыщенный воздух и ненасыщенный воздух?
Ответ: При определенной температуре и давлении содержание водяного пара во влажном воздухе (то есть плотность водяного пара) имеет определенный предел; когда количество водяного пара, содержащегося при определенной температуре, достигает максимально возможного значения, влажность воздуха в этот момент называется насыщенным воздухом. Влажный воздух без максимально возможного содержания водяного пара называется ненасыщенным воздухом.
4. При каких условиях ненасыщенный воздух становится насыщенным? Что такое «конденсация»?
В момент, когда ненасыщенный воздух становится насыщенным, влажный воздух конденсируется в виде капель жидкой воды, что называется «конденсацией». Конденсация — распространенное явление. Например, летом влажность воздуха очень высока, и на поверхности водопроводных труб легко образуются капли воды. Зимним утром на стеклянных окнах жилых домов появляются капли воды. Это влажный воздух, охлажденный под постоянным давлением до точки росы. Результат конденсации происходит из-за повышения температуры.
5. Что такое атмосферное давление, абсолютное давление и избыточное давление? Каковы общепринятые единицы измерения давления?
Ответ: Давление, создаваемое очень толстым слоем атмосферы, окружающим поверхность Земли, на поверхность Земли или поверхностные объекты, называется «атмосферным давлением» (обозначается как Ρb); давление, непосредственно действующее на поверхность сосуда или объекта, называется «абсолютным давлением». Значение давления начинается с абсолютного вакуума (обозначается как Па); давление, измеряемое манометрами, вакуумметрами, U-образными трубками и другими приборами, называется «избыточным давлением» (обозначается как Ρg). Взаимосвязь между этими тремя понятиями следующая:
Pa = Pb + Pg
Давление — это сила, действующая на единицу площади, единица измерения давления — Н/квадрат, обозначается как Па, или Паскаль. МПа (МПа) — широко используемый в технике показатель.
1 МПа = 10 шестых Па
1 стандартное атмосферное давление = 0,1013 МПа
1 кПа = 1000 Па = 0,01 кгс/квадрат
1 МПа = 10⁶ 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?
А: Температура — это статистическое среднее значение теплового движения молекул вещества.
Абсолютная температура: температура, определяемая как нижний предельный уровень, при котором молекулы газа перестают двигаться, обозначается как Т. Единица измерения — Кельвин, символ единицы измерения — K.
Температура по Цельсию: температура, определяемая по точке плавления льда, единица измерения — «Цельсий», символ единицы — ℃. Кроме того, в Великобритании и США часто используется «Фаренгейт», символ единицы — F.
Соотношение между тремя единицами измерения температуры следующее:
T (K) = t (°C) + 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 значительно меньше, чем в сухом воздухе, но он занимает тот же объем, что и сухой воздух, и имеет ту же температуру. Давление влажного воздуха — это сумма парциальных давлений составляющих его газов (т. е. сухого воздуха и водяного пара). Давление водяного пара во влажном воздухе называется парциальным давлением водяного пара, обозначаемым как P₀. 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 насыщенным парциальным давлением водяного пара, обозначаемым как P₀.
8. Какова влажность воздуха? Каков уровень влажности?
Ответ: Физическая величина, выражающая сухость и влажность воздуха, называется влажностью. Обычно используются следующие выражения для обозначения влажности: абсолютная влажность и относительная влажность.
В стандартных условиях масса водяного пара, содержащегося во влажном воздухе в объеме 1 м³, называется «абсолютной влажностью» влажного воздуха, и ее единица измерения — г/м³. Абсолютная влажность лишь показывает, сколько водяного пара содержится в единице объема влажного воздуха, но не указывает на способность влажного воздуха поглощать водяной пар, то есть на степень влажности влажного воздуха. 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», которая часто обозначается φ. Относительная влажность φ находится в диапазоне от 0 до 100%. Чем меньше значение φ, тем суше воздух и тем сильнее его влагопоглощающая способность; чем больше значение φ, тем влажнее воздух и тем слабее влагопоглощающая способность. Влагопоглощающая способность влажного воздуха также связана с его температурой. По мере повышения температуры влажного воздуха давление насыщения соответственно увеличивается. Если при этом содержание водяного пара остается неизменным, относительная влажность φ влажного воздуха будет уменьшаться, то есть влагопоглощающая способность влажного воздуха будет увеличиваться. Поэтому при установке компрессорной комнаты следует уделять внимание поддержанию вентиляции, снижению температуры, предотвращению дренажа и накопления воды в помещении для уменьшения влажности воздуха.
9. Что такое влажность? Как рассчитать влажность?
Ответ: В условиях повышенной влажности масса водяного пара, содержащаяся в 1 кг сухого воздуха, называется «содержанием влаги» во влажном воздухе. Это выражение используется для обозначения того, что содержание влаги ω почти пропорционально парциальному давлению водяного пара Pso и обратно пропорционально общему давлению воздуха p. ω точно отражает количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Если атмосферное давление в целом постоянно, то при постоянной температуре влажного воздуха Pso также постоянно. В это время относительная влажность увеличивается, содержание влаги возрастает, 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 зависит от давления воздуха. Чем выше температура, тем больше плотность насыщенного водяного пара. Например, при 40 °C 1 кубический метр воздуха имеет одинаковую плотность насыщенного водяного пара независимо от того, составляет ли его давление 0,1 МПа или 1,0 МПа.
11. Что такое влажный воздух?
Ответ: Воздух, содержащий определённое количество водяного пара, называется влажным воздухом, а воздух без водяного пара — сухим воздухом. Окружающий нас воздух — это влажный воздух. На определённой высоте состав и доля сухого воздуха в основном стабильны и не имеют особого значения для тепловых характеристик 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. Объектом работы 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 концу посредством конвекции, проводимости, излучения и других форм. При отсутствии внешнего потребления энергии тепло никогда не может быть обращено вспять.
13. Что такое явная теплота? Что такое скрытая теплота?
Ответ: В процессе нагревания или охлаждения тепло, поглощаемое или выделяемое объектом при повышении или понижении его температуры без изменения его первоначального фазового состояния, называется явным теплом. Оно может вызывать у людей заметные изменения температуры, которые обычно можно измерить с помощью термометра. Например, тепло, поглощаемое при повышении температуры воды с 20°C до 80°C, называется явным теплом.
Когда объект поглощает или выделяет тепло, его фазовое состояние изменяется (например, газ становится жидкостью…), но температура не изменяется. Это поглощенное или выделенное тепло называется скрытой теплотой. Скрытую теплоту нельзя измерить термометром, и человеческий организм её не чувствует, но её можно рассчитать экспериментально.
После того, как насыщенный воздух выделит тепло, часть водяного пара перейдет в жидкое состояние, при этом температура насыщенного воздуха в этот момент не понизится, и эта часть выделившегося тепла будет представлять собой скрытую теплоту.
14. Какова энтальпия воздуха?
Ответ: Энтальпия воздуха — это общее количество теплоты, содержащееся в воздухе, обычно рассчитываемое на единицу массы сухого воздуха. Энтальпия обозначается символом ι.
15. Что такое точка росы? 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 абсолютное содержание воды постоянным), так что он достигает насыщения. Когда температура падает до точки росы, в увлажненном воздухе выпадают сконденсированные капли воды. Точка росы увлажненного воздуха зависит не только от температуры, но и от количества влаги в увлажненном воздухе. Точка росы высока при высоком содержании воды и низка при низком содержании воды. При определенной температуре увлажненного воздуха, чем выше температура точки росы, тем больше парциальное давление водяного пара во влажном воздухе и тем выше содержание водяного пара во влажном воздухе. Температура точки росы имеет важное значение в компрессорной технике. Например, когда температура на выходе воздушного компрессора слишком низкая, маслогазовая смесь конденсируется из-за низкой температуры в резервуаре с маслом и газом, что приводит к попаданию воды в смазочное масло и снижает его смазывающую способность. Следовательно, выходная температура воздушного компрессора должна быть рассчитана таким образом, чтобы она не была ниже температуры точки росы при соответствующем парциальном давлении.
Дата публикации: 17 июля 2023 г.
