空压系统教育训练课程教材
前 言
压缩空气作为动力源，已有一个多世纪的历史，随着科学技术的进步，推动了压缩技术的发展。人们对压缩空气不仅要求是动力源，而是对压缩空气品质以及机器对环境的影响有更高的要求，如电子、仪表、食品、医疗等企业。作为从事压缩空气的工作者，必须从理论到实践都要了解其基本理论，更能应用到实际实践中去，这才是我们的作为。
压缩空气在实践中所遇到的问题很多：从大气－空气－压缩空气－使用品质要求等方面，从机器环境到现场使用，从通风量到压力损失减少等等诸如此类的问题都必须掌握，并加以解决，这才是一个专业压缩空气工作者的责任所在。因此，我们必须努力提高自己的专业知识，加强自身的业务能力提高，以适应科学技术的不断进步。
一、 基 本 理 论
大气－空气－压缩空气－压缩空气品质等级 一）大气
大气是空气与如水气、尘埃、游离油分子、微生物等气态和极微小的固态物质混合物。在大气中，除空气以外的物质称之污染物。据科学统计，这污染物的含量大约有一亿四仟多个（1403106个/m3）。在这些微粒中，大约80%都是小于2um，人们肉眼看不见。 表一 大气中污染 （插入图片）
表二 大气中预计污染程度(各种物质的含量) 污染物 污物微粒 碳 水 锈 油 油/水乳化物 蒸汽 微生物 未燃烧碳氢化合物 （插入图片）
来源 大气 燃烧油 大气 管道 压缩机润滑剂 油水混合物 气体油 大气 大气 典型污染程度 1403106 /m3以下 10mg /m3以下 11mg /m3以下 4mg/m3以下 5-50mg/m3以下 11g /m3以下 0.05-0.5mg/m3以下 3,850 /m3(2)以下 0.5mg /m3以下 表三 国际污染标准 （插入图片） 二）空气
1、空气是无色、无臭和无味的气态物质的混合物，它不是化合物，而是机械混合物。 2、空气是由多种元素（气体）组成。主要成份是占21%的氧和占78%的氮气，其它气体只占1%，相对而言，其组合成份从海平面直到海拔25公里高度都一样。空气的成份可以运用如制氧机、制氮机等方法把它们分离出来,给人们单独使用。 （插入图片）（空气成份图）
3、在宇宙中空气远远比海水多。由于空气有重量，在地球引力的作用下，以同等厚度存在于地球表面。 4、空气的特性：
1）无色、无臭和无味的气态物质； 2）空气不能燃烧故对环境无危害；
3）空气存在着重量，所以下层空气密度大于上层空气密度； 4）空气能被压缩，人们取空气压缩来为人类作功。 5、常用的几个物理单位： 1）压力
压力单位为帕斯特，通常用bar（巴）来表示。
从海平面到大气层边缘，空气柱在底面积为一平方厘米的作用为10.13N（牛），因此海平面上的绝对大气压力接近于10.133104 N/m2,也称为1帕（帕斯特），这是压力的国际单位。1bar=13105pa（帕） 1bar=0.1Mpa
海平面以上高度愈高大气压力愈低，反之亦然。多种压力单位及相互关系如下表： （图：在压缩机手册P12） 2）温度
温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法（或简单地说：某一物质有多少热或多少冷）。温度是分子动能的一种标志，温度愈高，分子运动愈剧烈。
温度范围是根据水的冰点和沸点，在摄氏温度计上，水的冰点为0℃，沸点为100℃。在华氏温度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。 温度常用：T（摄氏）表示。
绝对温度（K）：这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 空气的基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度。
绝对零度是指从物质上除去所有热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。
物质的四种形态：固态—液态—气态—游离态 3）湿度
湿度是指空气中含水蒸汽的量。在客观上空气与水蒸汽是混合在一起的，含水蒸汽的空气为湿空气。
空气中可保持水蒸汽的量是随温度的升高而提高。每一个温度都有相应的最高水蒸汽含量，即为露点温度。
相对湿度是指在一定的温度时，实际水蒸汽含量与饱和水蒸汽（露点）含量之比，这叫做相对湿度。用百分比表示。
实际水含量
相对湿度r.h＝ 3100%
饱和水含量（露点）
天气预报中常说的相对湿度就是指当天当时的空气中的含水量。 例1：温度为25℃，r.h.65%，1m3大气中含有多少水份？ 查表：露点25℃=24g/ m3 0.65=15.6 g/ m3
当空气被压缩时，它能含有水份的容量只是体积减少后的容量。因此，除了温度
升高这外，水份必将大量地凝结出来。
例2：10m3的大气，温度为15℃，相对湿度(r.h.)为65%，被压缩为6巴表压力。温度
允许升高到25℃，问将有多少水凝结出来？
查表可知:15℃时，10m3空气能最多含有13.04 g/ m3=130.4g水，在65%r.h.空气
的含水量为：130.4g30.65=84.9g(a)
压缩到6巴时减少后的体积为：
P1 1.013bar
P1V1=P2V2 V1=V2 310m3=1.44m3
P2 6+1.013 由表可知，1.44 m3空气在25℃时最大含水量为：23.76g21.44=34.2g(b) 从空气中水分的总量减去压缩空气所吸收的，即(a)-(b)=84.9-34.2=50.7g，所示将有50.7g水被凝结出来。
凝结出的水在压缩空气输送前应该除去，以避免对气动系统中元件产生有害的影响。
绝对湿度是指：1 m3湿空气所含水蒸汽的重量。
水蒸汽重量 水蒸汽重量
绝对湿度= 含湿量=
湿空气体积 干空气重量
饱和空气：当没有再多的水蒸汽能容纳在空气中时，就产生了饱和，任何加压或降温均
会导致冷凝水的析出。
4）露点
露点是指空气中水蒸汽达到饱和时的温度。温度下降，便会产生冷凝水，反之，温度
升高，则冷凝水会汽化，看不见有形水份，就像晚上温度下降会产生露水一样。压缩空气系统内的温度下降也会产生冷凝水，含有水蒸气的空气只能容纳一定量的水份，因此多出来的水以小液滴的形式分析出来成为冷凝水。
大气露点就是大气压力下水蒸气开始冷凝时的温度。
压力露点是指在一定的压力内水蒸气饱和时的温度。用下式表示(插P20计算公式) 下表列出了从-30 ℃到+80℃的温度范围内每立方米大气所含有水份的克数，黑体字行 为大气的温度，细体字给出了每标准立方米含有水份的量，所有大气的含量都用标准体积表示，可以不必要计算。
在气动适用的范围内，下表给出了确切的数据。上半部表示了0℃以上的温度情况，下半部表示了0℃以下的温度情况。在给定的温度下，上行为标准立方米的含湿量，下行为容积含湿量。
饱和空气的水分(露点) 温度℃ g/ mn3(标准) 0 4.98 5 6.99 6.86 -5 3.36 3.42 10 9.86 9.51 -10 2.28 2.37 15 13.76 13.04 -15 1.52 1.61 20 18.99 17.69 -20 1 1.08 25 25.94 23.76 -25 0.64 0.7 30 35.12 31.64 -30 0.4 0.45 35 47.19 41.83 -35 0.25 0.29 40 63.03 54.108 -40 0.15 0.18 g/ m3(大气压) 4.98 温度℃ g/ mn3(标准) 0 4.98 g/ m3(大气压) 4.98 (插入图片)
常压露点、水分压和含水量换算表 露点 (℃) -60 -58 -56 -54 -52 -50 -48 -46 -44 -42 -40 -38 -36 -34 -32 -30 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 5）流量
流量(Q)的基本单位是标准立方米每秒(m3/s) 三）压缩空气
运用压缩机设备将空气压缩之后称之为压缩气体(超过标准气压1.013Hmg的气体)。压力为2-3kg/cm2称之为鼓风机，4-15kg/cm2为中压机(一般简称压缩机)，16 kg/cm2以上称之为高压机。
水 分 压 (毫米汞柱) 0.00808 0.0106 0.0138 0.0178 0.0230 0.0295 0.0378 0.0481 0.0609 0.0768 0.0966 0.1209 0.1507 0.1873 0.2318 0.2859 0.3510 0.4300 0.526 0.640 0.776 0.939 1.132 含 水 量 (克/米3) 0.0109 0.0124 0.0183 0.0235 0.0300 0.0381 0.0484 0.0610 0.0766 0.0958 0.1195 0.1480 0.1820 0.226 0.277 0.339 0.413 0.497 0.611 0.734 0.882 1.060 1.270 (ppm) 13.6 17.75 22.9 30.0 36.0 47.5 60.5 76.4 96.0 119.7 149.0 185.0 228.0 282.0 356.0 425.0 517.0 622.0 765.0 917 1102 1311 1590 露点 (℃) -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 水 分 压 (毫米汞柱) 1.361 1.632 1.950 2.326 2.765 3.280 3.88 4.579 5.294 6.101 7.010 8.045 9.209 10.518 11.987 13.634 15.480 17.500 19.800 22.400 25.200 28.300 31.800 含 水 量 (克/米3) 1.513 1.800 2.135 2.510 2.982 3.508 4.130 4.835 5.540 6.350 7.230 8.240 9.370 10.730 12.05 13.600 15.320 17.200 19.400 21.800 24.400 27.200 30.400 (ppm) 1892 2250 2670 3140 3730 4390 5160 6043 6950 7950 9040 10300 11820 13420 15080 17000 19070 21500 24300 27250 30500 34000 38000