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質量、體積、比容、流量、體積流量、質量流量

質量即氣體的重量，常以毫克(mg)、克(g)、千克(kg)、噸(t)來表示。體積是指氣體所處的容器之容積。常以立方毫米(mm3)、立方厘米(cm3)、立方米(m3)表示。比容是單位重量物質所占有的容積，用符號V表示，氣體比容單位用m3/kg，液態比容l/kg表示。
流量是指氣體流動過程中，單位時間內通過任一截面的氣體量。流量有兩種方式來表示，即體積流量和質量流量。前者指通過管路任一截面的氣體體積，后者為通過的氣體質量，在氣體工業中一般均采用體積流量以m3/h(或L/H)為計量單位。因氣體體積與溫度、壓力和濕度有關，為便于比較通常所說的體積流量是指標準狀態(溫度為20℃，壓力為0.101Mpa，相對濕度為65%)而言，此時的流量以Nm3/h為單位，"N"即表示標準狀態。
壓力、壓強、大氣壓、絕對壓力、相對壓力
氣體分子運動時對容器壁的撞擊時產生的力稱壓力。對容器單位面積所產生的壓力叫壓強。壓強的單位習慣上使用毫米汞柱(mmHg)／平方厘米(cm2)，國際通用(法定計量)帕(Pa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa)。經換算 1mmHg=133.3Pa=0.1333kPa，1MPa=1000kPa=1000000Pao1ATA＝0.1MPao。
包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”，符號為B；直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為“絕對壓力”，絕對壓力值以絕對真空作為起點，符號為PABS。
用壓力表、真空表、U型管等儀器測出的壓力叫“表壓力”(又叫相對壓力)，“表壓力”以大氣壓力為起點，符號為Pg。三者之間的關系是：PABS==B+Pg。
壓力的法定單位是帕（Pa），大一些單位是兆帕（Mpa） 1MPa=106Pa；
1標準大氣壓=0.1013 MPa
在舊的單位制中，壓力用kgf/cm2（公斤/平方厘米）作單位，1kg/cm2=0.098Mpa。
溫度、絕對溫度、相對溫度、臨界溫度、臨界壓力
溫度是物質分子熱運動的統計平均值。氣體溫度是氣體分子熱運動產生的。氣體溫度的單位常用攝氏(℃)表示，水結冰的溫度為0℃。物理學上常使用絕對溫度，單位為“開（開爾文）”，單位符號用“K”表示。絕對溫度以－273℃作為零度。攝氏溫度和絕對溫度的關系是T=t＋273。此外英國科學家還經常用“華氏溫度”，符號為oF。溫度單位之間的換算關系是：T（K）=t（℃）+273.16 t（F）=1.8t（℃）+32。
因為任何氣體在一點溫度和壓力下都可以液化，溫度越高，液化所需要的壓力也越高，但是當溫度超過某一數值時，即使在增加多大的壓力也不能液化，這個溫度叫臨界溫度，在這一溫度下最低的壓力就叫做臨界壓力。
露點、常壓露點、壓力露點、汽化、凝結
未飽和空氣在保持水蒸氣分壓不變（即保持絕對含水量不變）情況下降低溫度，使之達到飽和狀態時的溫度叫“露點”。溫度降至露點時，濕空氣中便有凝結水滴析出。濕空氣的露點不僅與溫度有關，而且與濕空氣中水分含量的多少有關。含水量大的露點高，含水量少的露點低。濕空氣被壓縮后，水蒸氣密度增加，溫度也上升。壓縮空氣冷卻時，相對濕度便增加，當溫度繼續下降到相對濕度達100％時，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時的溫度就是壓縮空氣的“壓力露點”。露點和壓力有關，因此又有大氣壓露點(常壓露點)和壓力下露點之分。大氣壓露點是指在大氣壓力下水份的凝結溫度，而壓力下露點是指該壓力下的水份凝結溫度，兩者有換算關系(可查換算表)，如壓力0.7Mpa時壓力露點為5℃，則相應的大氣壓(0.101Mpa)露點則為－20℃。在氣體行業中，若無特殊說明，所指的露點均為大氣壓露點?！皦毫β饵c”與常壓露點之間的對應關系與“壓縮比”有關，一般用圖表來表示。在“壓力露點”相同情況下，“壓縮比”越大，所對應的常壓露點越低。例如：0.7MPa的壓縮空氣壓力露點為2℃時，相當于常壓露點為-23℃。當壓力提高到1.0MPa時，同樣壓力露點為2℃時．對應的常壓露點降到-28℃（見附表）汽化是指物質由液態變成氣體的過程，其包括蒸發和沸騰。凝結是指氣體變成液體的過程。
壓縮空氣露點的測量儀器、及測量注意點
壓力露點單位雖然是℃，但它的內涵是壓縮空氣的含水量。因此測量露點實際上就是氣的含水量。測量壓縮空氣露點的儀器很多，有用氮氣、乙醚等作冷源的“鏡面露點儀”，有用五氧化二磷、氯化鋰等作電解質的“電解濕度計”等等。目前工業上普遍使用專用的氣體露點計來測量壓縮空氣的露點，如英國的SHAW露點儀，該儀器的測量范圍可達-80℃。
用露點儀測量空氣露點，特別是在被測空氣含水量極低時，操作要十分仔細和耐心。氣體采樣設備及連接管路必須是干燥的（至少要比被測氣體干燥），管路連接應是完全密封的，氣體流速應按規定選取，而且要求有足夠長的預處理時間，稍一不慎，就會帶來很大誤差。實際證明用五氧化二磷作電解質的“微水分測定儀”來測量經冷干機處理的壓縮空氣的“壓力露點”時，誤差很大。據廠家解釋，這是由于在測試過程中壓縮空氣會產生“二次電解”，使讀數值比實際高，并且冷干機處理后的壓縮空氣含水量約在1000ppm左右，已超出了該儀器的測量范圍。所以在測量冷干機處理的壓縮空氣露點時，不應當使用這類儀器。
壓縮空氣的“壓力露點”在干燥機內的取樣點
用露點儀測量壓縮空氣的“壓力露點”，取樣點應放在干燥機的排氣管道內，且樣氣中不能含有液態水滴。其他采樣點測出的露點都有誤差。
蒸發溫度與壓力露點
在冷干機里，蒸發溫度（蒸發壓力）的讀數是不能用來代替壓縮空氣的“壓力露點”的。這是由于在換熱面積有限的蒸發器里。壓縮空氣與冷媒蒸發溫度在熱交換過程中存在不可忽略的溫差（有時可達4—6"C）；壓縮空氣所能冷卻到的溫度總比冷媒蒸發溫度高。另外處于蒸發器與預冷器之間“氣水分離器”的分離效率也不可能是100%，總有一部分分離不盡的細小水滴會隨氣流進入預冷器，并在那里“二次蒸發”還原成水蒸氣，使壓縮空氣含水量增加，露點上升。因此在這種情況下，所測得的冷媒蒸發溫度總比壓縮空氣的實際“壓力露點”來得低。
在什么情況下可以用測量溫度的辦法來代替“壓力露點”
工業現場用SHAW露點計間歇取樣測量空氣“壓力露點”步聚相當麻煩，往往因測試條件不完備而影響測試結果。因此在要求不十分嚴格的場合，往往用溫度計來近似測量壓縮空氣的“壓力露點”。
用溫度計測量壓縮空氣“壓力露點”的理論依據是：如果被蒸發器強制冷卻后通過“氣水分離器”進入預冷器的壓縮空氣，其中所帶的凝結水在“氣水分離器”得到完全分離，那么此時所測得的壓縮空氣溫度即是它的“壓力露點”。雖然實際上“氣水分離器”的分離效率不可能達到100％，但在預冷器與蒸發器凝結水排出良好的情況下。進入“氣水分離器”并需通過“氣水分離器”排除的凝結水只占全部凝結水量的很少一部分。因此用這種方法測“壓力露點”誤差并不很大。用這種方法測量壓縮空氣“壓力露點”時，溫度測點應選擇在冷干機蒸發器末端或“氣水分離器”內。因為這點壓縮空氣溫度最低。在國外原裝進口的冷干機中也有用這種方法來測量成品氣“露點溫度”的。
空氣、濕空氣、干空氣、壓縮空氣
地球周圍的大氣，我們習慣上稱它作空氣。自然界中的空氣是由多種氣體（O2、N2、CO2等）混合而成的，水蒸氣是其中的一種。含有一定量水蒸氣的空氣叫濕空氣，不含水蒸氣的空氣叫干空氣。我們周圍的空氣都是濕空氣。在一定海拔高度下，干空氣的組成成分及比例基本穩定不變，它對整個濕空氣的熱工性能無特殊意義。濕空氣中的水蒸氣含量雖然不大，但含量的變化對濕空氣的物理性質影響很大。水蒸氣含量的多少決定了空氣的干燥和潮濕程度?？諝饩哂锌蓧嚎s性，經空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣里含有很多雜質：1.水，包括水霧、水蒸氣、凝結水；2.油：包括油污、油蒸氣；3.各種固態物質如：銹泥、金屬粉末、橡膠粉末、焦油粒及濾材、密封材料的細末等；此外還有多種有害的化學異味物質等。壓縮空氣可以通過加壓、降溫、吸附等方法來除去其中的水蒸氣?？赏ㄟ^加熱、過濾、機械分離等方法除去液態水份。冷干機的工作對象就是濕空氣。
飽和空氣、未飽和空氣、結露
在一定的溫度和壓力下，濕空氣中水蒸氣的含量（即水蒸氣密度）是有一定限度的；在某一溫度下所含水蒸氣的量達到最大可能含量時，這時的濕空氣叫飽和空氣。水蒸氣未達最大可能含量時的濕氣就叫未飽和空氣。在含水量不變的情況下，通過降低未飽和空氣的溫度可使之成為飽和空氣。未飽和空氣在成為飽和空氣的瞬間，濕空氣中會有液態水珠凝結出來，這一現象稱之為結露。
濕空氣中水蒸氣的分壓力
濕空氣是水蒸氣與干空氣組成的混合物，在一定體積的濕空氣里水蒸氣所占的份量（以重量計）通常比干空氣要少得多，但它占有與干空氣相同的體積，也具有相同的溫度。濕空氣所具有的壓力是各組成氣體（即干空氣與濕空氣）分壓力的和。濕空氣中水蒸氣所具有的壓力，稱為水蒸氣分壓力，記作Ps。其值反映了濕空氣中水蒸氣含量的多少，水蒸氣含量越高，水蒸氣分壓力也越高。飽和空氣中水蒸氣分壓力叫水蒸氣飽和分壓，Psb。
空氣的濕度、濕度的種類
表示空氣干濕程度的物理量叫“濕度”。常用的濕度表示方法有“絕對濕度”、“相對濕度”和“含濕量”。在標準狀態下，l m3容積中濕空氣含有水蒸氣的重量稱為“絕對濕度”，單位是g/m3。絕對濕度只表明單位體積濕空氣中含有多少水蒸氣，而不能表示濕空氣吸收水蒸氣的能力，即不能表示濕空氣的潮濕程度。絕對濕度也就是濕空氣中水蒸氣的密度。濕空氣中實際所含的水蒸氣量與同溫度下最大可能含有水蒸氣量的比值稱為“相對濕度”，相對濕度φ在O~100％之間。φ值越小，空氣越干燥，吸水能力越強。φ值越大，空氣越潮濕，吸水能力越弱。
含濕量、含濕量的計算方法
在濕空氣中，1 kg干空氣含有水蒸氣的重量叫做“含濕量”，常用d來表示，單位：g/kg干空氣。公式中：P—空氣壓力（Pa），Ps—水蒸氣分壓力（Pa）．Psb—飽和水蒸氣分壓（Pa），φ—相對濕度（％）。從上式可以看出，含濕量d幾乎同水蒸氣分壓力Ps成正比，而同空氣總壓力P成反比。d確切反映了空氣中含有的水蒸氣量的多少。由于在某一地區，大氣壓力基本上是定值，所以空氣含濕量僅同水蒸氣分壓力Ps有關。
飽和空氣中水蒸氣的密度
空氣中水蒸氣的含量（水蒸氣密度）是有極限的。在氣動壓力（2Mpa）范圍內，可認為飽和空氣中水蒸氣的密度只取決于溫度的高低而和空氣壓力大小無關，溫度越高，飽和水蒸氣的密度越大。譬如，在40℃時1m3空氣，不論其壓力是O．1MPa還是1．OMPa，它的飽和水蒸氣密度都是51g。
空氣在加壓狀態下（即壓縮空氣）的相對濕度及含水量
從題l—8中知道。當壓力P提高后，空氣中飽和含濕量將減少。壓縮空氣的相對濕度φ’及實際含水量由下式確定：（kg/m3）
式中：P P’—壓縮前、后空氣的絕對壓力（Pa）
Pb Pb'—壓縮前、后與各自溫度下的飽和水蒸氣分壓（Pa）
φ—壓縮前空氣的相對濕度（％） φ’—壓縮后空氣的相對濕度（％）
—壓縮后與其溫度相對應的飽和水蒸氣密度（g/m3）
若 =100％，則壓縮空氣處于飽和狀態。壓縮空氣的飽和水蒸氣分壓：
該式可用來確定壓縮空氣的“壓力露點”與常壓露點的對應換算關系。
空氣的標準狀態
在溫度t=20℃，絕對壓力P=0.1Mpa，相對濕度=65％時的空氣狀態叫空氣的標準狀態。在標準狀態下，空氣密度是1.185kg/m3。（空壓機排氣量、干燥機、過濾器等后處理設備的處理能力都是以空氣標準狀態下的流量來標注的，單位寫作Nm3/min也可以m3/min后加ANR）。實際空氣狀態與標準狀態通過狀態方程進行轉換。狀態方程有多種形式。其中一種形式是：P—氣體的絕對壓力（Pa），V—氣體的比容（m3/kg），T—氣體的溫度（K）
（單位符號帶腳標0的是標準狀態參量，帶l的是實際狀態參量）
因為加壓前后空氣質量是不變的。利用狀態方程可以計算出加壓后空氣的體積（假定T1=T0）
熱量、顯熱、潛熱
熱量是能量的一種形式。在物理學中用“比熱”來計算熱量，即Q=G?c?（t1-t2），式中：Q—熱量，G—物體的質量。c—物體的比熱．t1、t2—物體的初溫和終溫。熱量單位是J（焦耳）。熱量是依靠溫差（即t1-t2）傳遞的能量，沒有溫差就無所謂熱量傳遞。根據熱力學定律，熱量能通過對流、傳導、輻射等形式，從高溫端向低溫端自發傳遞。在沒有外功耗情況下，熱量永遠不可能作反向傳遞。
物體在加熱或冷卻過程中，溫度升高或降低而不改變其原有相態所需吸收或放出的熱量，稱為“顯熱”。它能使人們有明顯的冷熱變化感覺，通?？捎脺囟扔嫓y量出來。（如將水從20℃升高到80℃所吸收到的熱量，就叫顯熱。在物體吸收或放出熱量過程中，其相態發生了變化（如氣體變成液體），但溫度不發生變化，這種吸收或放出的熱量叫“潛”?！皾摕帷辈荒苡脺囟扔嫓y量出來，人體也無法感受到，但可通過實驗計算出來。飽和空氣在吸收一定冷置（即放出熱量）后，一部分水蒸氣會相變成液態水，而此時飽和空氣溫度并不下降，這部分放出的熱量就是“潛熱”。
空氣的焓值及計算方法
空氣的焓值是指空氣所含有的總熱量，通常以干空氣的單位質量為基準。焓用符號i表示，單位是kJ/kg干空氣。濕空氣焓值等于lkg干空氣的焓值與d kg水蒸氣焓值之和。
濕空氣焓計算公式為：i=1.01 t + （2500+1．84 t） d或i=（1.0l+1.84 d）t+2500d（kJ/kg干空氣）
式中：t一空氣溫度 ℃
d一空氣的含濕量 g/kg干空氣
1．01—干空氣的平均定壓比熱 kJ/（kg?k）
1．84一水蒸氣的平均定壓比熱 kJ/（kg?k）
2500—0℃時水的汽化潛熱 kJ/kg
由上式可以看出：（1．Ol+1．84d）t是隨溫度變化的熱量，即“顯熱”；而2500d則是O℃時水的汽化潛熱，它僅隨含濕量而變化，與溫度無關，即是“潛熱”。上式經常用來計算冷干機的熱負荷。
壓縮空氣、壓縮空氣的特點
空氣具有可壓縮性，經空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小，壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源比，它具有下列明顯的特點：清晰透明，輸送方便,沒有特殊的有害性能,沒有起火危險，不怕超負荷，能在許多不利環境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。
純度
純度是氣體的一個重要技術參數。舉氮氣為例，按國標氮氣的純度分為工業用氮氣、純氮和高純氮三級，它們的純度分別為99.5%(O2小于等于 0.5%)，99.99%(O2小于等于0.01%)和99.99%(O2小于等于0.001%)。
壓縮空氣里含有的雜質
空壓機排出的壓縮空氣里含有很多雜質：①水，包括水霧、水蒸汽、凝結水；②油，包括油污、油蒸汽；③各種固態物質如：銹泥、金屬粉末、橡膠細末、焦油粒及濾材、密封材料的細末等；此外還有多種有害的化學異味物質等。
氣源系統、氣源系統的雜質
由產生、處理和儲存壓縮空氣的設備所組成的系統稱為氣源系統。典型的氣源系統由下列部分組成：空氣壓縮機、后部冷卻器、過濾器（包括前置過濾器、油水分離器、管道過濾器、除油過濾器、除臭過濾器、滅菌過濾器等等）、穩壓儲氣罐、干燥機（冷凍式或吸附式）、自動排水排污器,輸氣管道、管路閥件、儀表等。上述設備根據工藝流程的不同需要，組合成完整的氣源系統。
從空壓機輸出的壓縮空氣中含有大量有害雜質，不通過適當的方法清除這些雜質，會對氣源系統造成很大的危害：變質的潤滑油（油分）會使橡膠、塑料、密封材料變質，堵塞小孔，造成閥類動作失靈，污染產品；水分和粉塵會造成金屬器件、管道生銹腐蝕，造成運動部件卡死或磨損，使氣動元件動作失靈和漏氣，水分和塵土還會堵塞節流小孔或過濾網；在寒冷地區，水分結冰會造成管道凍結或凍裂。由于空氣質量不良，使氣動系統的可靠性和使用壽命大大降低，由此造成的損失往往大大超過氣源處理裝置的成本和維修費用，故正確選用氣源處理系統是絕對必要的。
氣源質量的標準
不同用戶對氣源質量有不同要求。國家標準GB/T 13277—91《一般用壓縮空氣質量等級》（等效采用IS0 8573）就是為此而制訂的。該標準對壓縮空氣中固體粒子、水分及含油量作出了量的規定。從更廣的意義上講，一個良好的氣源還應當在使用過程中壓力是穩定的，對周圍環境造成的污染是最小的。
壓縮空氣的干燥方法
壓縮空氣可以通過加壓、降溫、吸附等方法來除去其中的水蒸汽，可通過加熱—過濾—機械分離等方法除去液態水分。冷凍式干燥機就是對壓縮空氣進行降溫來排除其中所含水蒸氣，獲得相對干燥壓縮空氣的一種設備。
吸附、膜滲透
吸附是氣體中一個或多個組分在多孔固體表面的選擇性濃縮，被吸附的組分稱作吸附介質，多孔固體稱為吸附劑。吸附劑與吸附介質的連接力是化學鍵，而吸附介質的解析靠升溫或降低該組分在氣壓中分壓。另一種情況是吸附組分與固體吸附劑去化學反應時，稱為化學吸附，化學吸附一般情況下不能再生。
膜滲透指在氣體凈化過程中聚合物分離氣體是基于一個或多個氣體組分從膜的一邊選擇性的滲透到另一邊。該組分溶解于聚合物膜的表面，并沿著膜傳遞形成一濃度差，保持此濃度差是靠膜一邊組分的分壓高于膜另一邊該組分的分壓。