气体专业基础知识培训资料

 

压力、压强、大气压、绝对压力、相对压力

气体分子运动时对容器壁的撞击时产生的力称压力。对容器单位面积所产生的压力叫压强。压强的单位习惯上使用毫米汞柱(mmHg)／平方厘米(cm²)，国际通用(法定计量)帕(Pa)、千帕(KPa)、兆帕(MPa)。经换算1mmHg=133.3Pa=0.1333KPa，1MPa=1000KPa=1000000Pa。

包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面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表面的压力，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型管等仪器测出的压力叫“表压力”(又叫相对压力)，“表压力”以大气压力为起点，符号为Pg。三者之间的关系是：PABS=B+Pg。

 

流量、体积流量、质量流量

流量是指气体流动过程中，单位时间内通过任一截面的气体量。流量有两种方式来表示，即体积流量和质量流量。前者指通过管路任一截面的气体体积，后者为通过的气体质量，在气体工业中一般均采用体积流量以m³/h(或L/H)为计量单位。因气体体积与温度、压力和湿度有关，为便于比较通常所说的体积流量是指标准状态(温度为20℃，压力为0.101Mpa，相对湿度为65%)而言，此时的流量以Nm³/h为单位，"N"即表示标准状态。

 

纯度

纯度是气体的一个重要技术参数。举氮气为例，按国标氮气的纯度分为工业用氮气、纯氮和高纯氮三级，它们的纯度分别为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%)。

 

质量、体积、比容

质量即气体的重量，常以毫克(mg)、克(g)、千克(Kg)、吨(t)来表示。体积是指气体所处的容器之容积。常以立方毫米(mm³)、立方厘米(cm³)、立方米(m³)表示。比容是单位重量物质所占有的容积，用符号V表示，气体比容单位用m³/Kg，液态比容L/Kg表示。

 

露点、汽化、凝结

是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度，当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时，有极细的露珠出现，出现露珠时的温度叫做“露点”。露点和压力有关，因此又有大气压露点(常压露点)和压力下露点之分。大气压露点是指在大气压力下水份的凝结温度，而压力下露点是指该压力下的水份凝结温度，两者有换算关系(可查换算表)，如压力0.7Mpa时压力露点为5℃，则相应的大气压(0.101Mpa)露点则为－20℃。在气体行业中，若无特殊说明，所指的露点均为大气压露点。

汽化是指物质由液态变成气体的过程，其包括蒸发和沸腾。凝结是指气体变成液体的过程。

 

温度、绝对温度、相对温度、临界温度、临界压力

温度是物质分子热运动的统计平均值。气体温度是气体分子热运动产生的。气体温度的单位常用摄氏(℃)表示，水结冰的温度为0℃。物理学上常使用绝对温度，用“K”表示。绝对温度以－273℃作为零度。摄氏和绝对温度的关系是T=t＋273。此外英国科学家还经常用“华氏温度”，符号为℉。

因为任何气体在一点温度和压力下都可以液化，温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度超过某一数值时，即使在增加多大的压力也不能液化，这个温度叫临界温度，在这一温度下最低的压力就叫做临界压力。

 

压缩空气

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。压缩空气里含有很多杂质：1.水，包括水雾、水蒸气、凝结水；2.油：包括油污、油蒸气；3.各种固态物质如：锈泥、金属粉末、橡胶粉末、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味物质等。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气。可通过加热、过滤、机械分离等方法除去液态水份。

 

吸附、膜渗透

吸附是气体中一个或多个组分在多孔固体表面的选择性浓缩，被吸附的组分称作吸附介质，多孔固体称为吸附剂。吸附剂与吸附介质的连接力是化学键，而吸附介质的解析靠升温或降低该组分在气压中分压。另一种情况是吸附组分与固体吸附剂去化学反应时，称为化学吸附，化学吸附一般情况下不能再生。

膜渗透指在气体净化过程中聚合物分离气体是基于一个或多个气体组分从膜的一边选择性的渗透到另一边。该组分溶解于聚合物膜的表面，并沿着膜传递形成一浓度差，保持此浓度差是靠膜一边组分的分压高于膜另一边该组分的分压。