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压缩空气基础知识

压缩空气净化系统技术问答汇编

一、相关知识

l一1什么叫饱和空气?

答：

在一定的温度和压力下，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到达最大可能含量时，这时的湿空气叫饱和空气。

水蒸气未达最大可能含量时的湿气就叫未饱和空气。

l一2什么是大气压?

什么是绝对压力?

什么是表压力?

答：

包围在地球外表一层很厚的大气层对地球外表或外表物体所造成的压力称为“大气压”，符号为B,直接作用于容器或物体外表的压力，称为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为PABS;

用压力表、真空表、u形管等仪器测出来的压力叫“表压力”（又叫相对压力，）“表压力”以大气压为起点，符号为Pg。

三者之间的关系是：

PABS=B+Pg：

压力的法定单位是帕（Pa），大一些单位是兆帕（Mpa）1MPa=106Pa；

1标准大气压=0．1013MPa

在旧的单位制中，压力用kgf／cm2（公斤／平方厘米）作单位，1kd／cm2=0．098Mpa．

1—3什么叫温度?

常用温度单位有哪些?

答：

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温度为起点的温度，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oC

此外英美国家还经常用“华氏温度”，单位符号为F。

温度单位之间的换算关系是：

T（K）=t（℃）+273．16t（F）：

1．8t（℃）+32

l一4什么叫空气的湿度?

湿度有几种?

答：

表示空气干湿程度的物理置叫“湿度”。

“含湿量”。

常用的湿度表示方法直：

：

绝对湿度”、“相对湿度”

在标准状态下，lm3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。

绝对湿度只说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。

绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度。

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”，相对湿度φ在O一100％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。

1—5什么含湿量?

含湿量怎样计算?

答：

在湿空气中，Ikg干空气含有水蒸气的重量叫做“含湿量”，常用d来表示，单位：

g／kg干空气。

含湿量的计算公式是：

式中：

p--空气压力（Pa），Ps一水蒸气分压力（Pa）．Psb—饱和水蒸气分压（Pa），φ一相对湿度（％）。

从上式可以看出，含湿量d几乎同水蒸气分压力Ps成正比，而同空气总压力P成反比。

d确切反映了空气中含有的水蒸气量的多少。

由于在某一地区，大气压力基本上是定值．所以空气含湿量仅同水蒸气分压力Ps有关．

1一6什么是空气的标准状态?

答：

在温度t=20℃，绝对压力P=0．1Mpa，相对湿度‘p=65％时的空气状态叫空气的标准状态。

在标准状态下，空气密度是1．185kg／m3。

（空压机排气量、干燥机、过滤器等后处理设备的处理能力都是以空气标准状态下的流量来标注的，单位写作Nm3／min也可以m3／min后加ANR）。

实际空气状态与标准状态通过状态方程进行转换。

状态方程有多种形式。

其中一种形式是

式中：

P--气体的绝对压力（Pa），V一气体的比容（m’／kg），T--气体的温度（K）

（单位符号带脚标0的是标准状态参量，带l的是实际状态参量）

因为加压前后空气质量是不变的。

利用状态方程可以计算出加压后空气的体积：

1—7什么是压缩空气?

有哪些特点?

答：

空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械功使本身体积缩小，压力提高后的空气叫压缩空气。

压缩空气是一种重要的动力源。

与其它能源比，它具有以下明显的特点：

清晰透明，输送方便,没有特殊的有害性能．没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。

1-8压缩空气里含有哪些杂质?

答：

空压机排出的压缩空气里含有很多杂质：

①水，包括水雾、水蒸汽、凝结水；②油，包括油污、油蒸汽；③各种固态物质如：

锈泥、金属粉末、橡胶细末、焦油粒及滤材、密封材料的细末等；此外还有多种有害的化学异昧物质等。

l—9什么是气源系统?

答：

由产生、处理和储存压缩空气的设备所组成的系统称为气源系统。

典型的气源系统由以下部分组成：

空气压缩机、后部冷却器、过滤器（包括前置过滤器、油水别离器、管道过滤器、除油过滤器、除臭过滤器、灭菌过滤器等等）、稳压储气罐、干燥机（冷冻式或吸附式）、自动排水排污器,输气管道、管路阀件、仪表等。

上述设备根据工艺流程的不同需要，组合成完整的气源系统。

二、

l—10为什么必须对气源系统进行处理?

答：

从空压机输出的压缩空气中含有大量有害杂质，不通过适当的方法清除这些杂质，会对气源系统造成很大的危害：

变质的润滑油（油分）会使橡胶、塑料、密封材料变质，堵塞小孔，造成阀类动作失灵，污染产品：

水分和粉尘会造成金属器件、管道生锈腐蚀，造成运动部件卡死或磨损，使气动元件动作失灵和漏气，水分和尘土还会堵塞节流小孔或过滤网；在寒冷地区，水分结冰会造成管道冻结或冻裂。

由于空气质量不良，使气动系统的可靠性和使用寿命大大降低，由此造成的损失往往大大超过气源处理装置的成本和维修费用，故正确选用气源处理系统是绝对必要的。

1—11气源质量的标准有哪些?

答：

不同用户对气源质量有不同要求。

国家标准GB／T13277．9I<一般用压缩空气质量等级）（等效采用IS08573）就是为此而制订的。

该标准对压缩空气中固体粒子、水分及含油量作出了量的规定。

从更广的意义上讲，一个良好的气源还应当在使用过程中压力是稳定的，对周围环境造成的污染是最小的。

l-12压缩空气干燥方法有哪几种?

答：

压缩空气可以通过加压、降温、吸附等方法来除去其中的水蒸汽。

可通过加热—过滤—机械别离等方法除去液态水分。

冷冻式干燥机就是对压缩空气进行降温桌排除其中所含水蒸气，获得相对干燥压缩空气的一种设备。

二、“压力露点”及测量

2．1什么叫露点?

它和什么有关?

答：

未饱和空气在保持水蒸气分压不变（即保持绝对含水量不变）情况下降低温度，使之到达饱和状态时的温度叫“露点”。

温度降至露点时，湿空气中便有凝结水滴析出。

湿空气的露点不仅与温度有关，而且与湿空气中水分含量的多少有关。

含水量大的露点高，含水量少的露点低。

2—2什么是“压力露点”?

答：

湿空气被压缩后，水蒸气密度增加，温度也上升。

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，这时的温度就是压缩空气的“压力露点”。

2—3“压力露点”与“常压露点”有什么关系?

答：

“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：

O．7MPa的压缩空气压力露点为2℃时，相当于常压露点为一23℃。

当压力提高到1．0MPa时，同样压力露点为2℃时．对应的常压露点降到一28℃（见附表）

2—4压缩空气露点用什么仪器来测量?

答：

压力露点单位虽然是℃，但它的内涵是压缩空气的含水量。

因此测量露点实际上就是测空

气的含水量。

测量压缩空气露点的仪器很多，有用氮气、乙醚等作冷源的“镜面露点仪”，有用五氧化二磷、氯化锂等作电解质的“电解湿度计”等等。

目前工业上普遍使用专用的气体露点计来测量压缩空气的露点，如英国的SHAW露点仪，该仪器的测量范围可达一80℃。

2—5用露点仪测量压缩空气露点时应注意什么?

．

答：

用露点仪测量空气露点，特别是在被测空气含水量极低时，操作要十分仔细和耐心。

气体采样设备及连接管路必须是干燥的（至少要比被测气体干燥），管路连接应是完全密封的，气体流速应按规定选取，而且要求有足够长的预处理时间，稍一不慎，就会带来很大误差。

实际证明用五氧化二磷作电解质的“微水分测定仪”来测量经冷干机处理的压缩空气的“压力露点”时，误差很大。

据厂家解释，这是由于在测试过程中压缩空气会产生“二次电解”，使读数值比实际高。

并且冷干机处理后的压缩空气含水量约在1000ppm左右，已超出了该仪器的测量范围。

所以在测量冷干机处理的压缩空气露点时，不应当使用这类仪器。

2一6压缩空气的“压力露点”应在干燥机哪个部位测量?

答：

用露点仪测量压缩空气的“压力露点”，取样点应放在干燥机的排气管道内，且样气中不能含有液态水滴。

其他采样点测出的露点都有误差。

2—7在什么情况下可以用测量温度的方法来代替“压力露点”?

答：

工业现场用SHAW露点计间歇取样测量空气“压力露点”步聚相当麻烦，往往因测试条件不完备而影响测试结果。

因此在要求不十分严格的场合，往往用温度计来近似测量压缩空气的“压力露点”。

用温度计测量压缩空气“压力露点”的理论依据是：

如果被蒸发器强制冷却后通过“气水别离器”进入预冷器的压缩空气，其中所带的凝结水在“气水别离器”得到完全别离，那么此时所测得的压缩空气温度即是它的“压力露点”。

虽然实际上“气水别离器”的别离效率不可能到达100％，但在预冷器与蒸发器凝结水排出良好的情况下。

进入“气水别离器”并需通过“气水别离器”排除的凝结水只占全部凝结水量的很少一部分。

因此用这种方法测“压力露点”误差并不很大。

用这种方法测量压缩空气“压力露点”时，温度测点应选择在冷干机蒸发器末端或“气水别离器”内。

因为这点压缩空气温度最低。

在国外原装进口的冷干机中也有用这种方法来测量成品气“露点温度”的。

三、过滤器

3一l为什么空气中油的危害是最大的?

答：

在一些要求严格的地方，比方气动控制系统中，一滴油能改变气孔的状况。

使原本正常自动运行的生产线瘫痪。

有时，油还会将气动阀门的密封圈和柱体胀大，造成操作缓慢，严重的甚至堵塞。

在由空气完成的工序中，如吹形件，油还会造成产品外形缺陷或外表污染。

3—2油污的主要来源是怎样的?

答：

由于大部分压缩空气系统都使用润滑油式压缩机，该机在工作中将油汽化变成油滴。

它以二种方式形成的：

一种是由于活塞压缩或叶片旋转的剪切作用产生的所谓“分散型液滴”。

其直径从1~50μm,

另一种是在润滑油冷却高温的机体时，汽化形成的“冷凝型液滴”，其直径一般小于lμm.这种冷凝油滴通常占全部油污重量超过50％，占全部油污实际颗粒数量超过99％。

3—3油量常用的计量标准是什么?

答：

油污量一般采用一种很小的计量标准来清晰地表示出其累积的状态。

lOOsefm（每分钟标准立方尺）空气中含有lppmW／W（重量的百万分之几）油流量相当于每月150ml。

3—4无油压缩机可以完全消除污染物的产生吗?

答：

不能。

在最理想的工作状态下，此类压缩机也会产生不少于0．5ppmW／W的碳氢化合物，即使按lOOscfm气量计，每月产生的汽化冷凝液也超过15mL。

3—5什么叫压缩空气过滤器?

答：

压缩空气过滤器就是对压缩空气进行过滤、净化处理的装置。

我们一般特指压缩空气系统管路中的高效精密过滤器。

3—6过滤器的工作原理是什么?

答：

一般过滤器滤芯是由纤维介质、滤网、海绵等材料组成，压缩空气中的固体的、液体的微粒（滴）经过过滤材料的拦截后，凝聚在滤芯外表（内外侧）。

积聚在滤芯外表的液滴和杂质经过重力的作用沉淀到过滤器的底部再经自动排水器或人工排出。

3—7几种一般类型过滤器的特点是什么?

答