四、自由空气流量及析水量：
1、自由空气流量：
经压缩机压缩后的空气称为压缩空气，没经压缩处于 自由状态(一个大气压状态下)的空气称为自由空气。 空气压缩机铬牌上：注明的流量就是自由空气流量， 空压机就是按此流量来选择的，两者之间的关系为：
p Tz Qz Q pz T
p 忽略温度变化的影响有： Qz Q pz
W
2
1
pd 0
d 0
W 0
此时增加的内能为：
u C (T2 T1 )
空气的定容比热： C 718 J /（kg· k）
（二） 等压过程：
条件压力不变，压力 p=const 时气体状态变化 过程称为等压变化过程，即p1=p2 ，此时有: υ/T=const， υ1 /T1 = υ2 /T2 或 V1 /T1 = V2 /T2 p
<四>绝热过程
当系统与外界无热量交换时，气体的状态变化 过程称为绝热变化过程，其状态方程为：
p const 说明：气体状态变化与外 界无热量交换。 p 或： const
k
k
对干空气： 绝热指数 k=1.4 对饱和蒸汽： k=1.3
气动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。
下面，我们列出绝热过程的其它几个常用方程：
p1 1 p2 2
k
1 T1 2 T2
1 k 1
p1 T1 p2 T2
k k 1
绝热过程气体作功为：
R T2 T1 W k 1
<五>多变过程
不加任何限制条件的气体的状态变化过程称为 多变过程，（条件：气体按其中间过程变化） 其状态方程为：
式中： ps = φ pb pg =p- ps
ps
kg
kg
则：
ps kg pb g d 0.622 622 kg pg p pb kg
2、容积含湿量：每立方米干空气中所混合的水蒸汽的质 量，用d'表示
d d g
m3 m3
式中： — 干空气的密度kg
由p9表1—4看出，当温度下降时空气中水蒸汽的含量 是降低的，从减少空气中所含水分的要求来说，降低 进入设备的空气温度对除水是有利的。
（一）等容过程：
条件容积不变，比容 υ=const 时气体状态变 化过程称为等容变化过程，即υ 1=υ 2 ，此 时有: p/T=const， p 1 /T 1 = p 2 /T2
P
2
p 2 、T2 、υ
2
1
p 1、 T 1 、υ1
在容积不变的条件下， 气体状态变化时，其 压力与绝对温度成正 比
υ
此时气体对外作功=0：
3、在气动系统中，气缸工作、管道输送空气等均视为 （ ）；气动系统的快速充气、排气过程可视为（ ）。
（干空气；湿空气；湿度、含湿量） （没有粘性的气体；气体状态方程pV/T＝常数； 绝热过程） （等温过程；绝热过程）
dq c dT
④ 定容比热：比容 υ=const 时的比热
dq c ( ) (1) dT
⑤ 定压比热：压力 p=const 时的比热
dq cp ( ) p ( 2) dT
⑥热力学第一定律（能量守恒定 律）— 功和热可互相转换
即：气体吸收的热量等于气体所增加 的内能和膨胀对外所作的功：
2、压缩空气的析水量：压缩空气一旦冷却下来，相对湿 度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸汽就要凝析 出来。其计算式为：
p1 pb1 T2 b b Qm 60Qz d1 d2 p2 pb 2 T1
式中：Qm —每小时的析水量, m3/h
%
d P（ ） P dT
与
d dT
比较，前者可忽略 不再区分，而采用
不计， C 与 比热
CP
C
C 1.9kJ / kg k 1900J / kg k
油的比热：
<三>等温过程
温度
T const 时，气体状态变化过程为 温度变化过程，即： p const
P 11 P 2 2 RT (P 1V1 P 2V2 const)
n—多变指数；
1 n 1
p1 T1 p2 T2
n n 1
严格地讲，气体变化过程大多是多变过程，前 面介绍的四种变化过程是多变过程的特例，即： n=1 n=∞ 等温过程 等容过程 n=0 n=k 等压过程 绝热过程
三、湿空气：
空气中所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿 度的表示方法有绝对湿度和相对湿度之分。 （一）湿度： 1、绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量称 为湿空气的绝对湿度，常用χ表示
ms s V
kg / m 3
ps 由气体状态方程知： s RsT Rs=462.05
J /（kg· k）
2、饱和绝对湿度：每立方米饱和湿空气中所含水蒸汽的 质量称为饱和湿空气的绝对湿度
mb pb b b V RsT
kg / m3
此时湿空气中水蒸汽个含量达到了最大限度。
理想气体的状态应符合：
pV const T
说明：一定质量的气体状态方程式，压力和体 积的乘积与其绝对温度之比，稳定后在某一瞬 时为常数。
或：
p RT

1
Байду номын сангаас
p RT
压力、比容与温度三者之间的关系成为状态方程
pV const T
• 式中： • p—绝对压力 Pa • T—绝对温度 K • 干空气：Rg=287.1
p const
n
p 或：

n
const
n 2 2
即：p p const
n 1 1
同理，我们列出多变过程的其它几个常用方程：
p1 1 2 p2 2 1
n
n
1 2 T1 2 1 T2
二、理想气体状态方程
• 理想气体—不计粘性的的气体 • 状态—气体所处的某种客观状态 • 气体的状态常用一些物理量来描述， 这种用于描述气体状态的物理量称为 状态参数： • 比容υ、压力p、温度T
状态参数： 比容υ、压力p、温度T 状态参数的数值仅决定于气体的状 态，而与达到这种状态所经历的变化过 程无关。对于给定的状态，所有的状态 参数都各有确定的值，当有一个状态参 数发生变化时，气体的状态也就发生了 变化。
由CP C R
令：
则CP C R
——绝热指数
CP k C
对空气
k 1 .4
则
C (k 1) R （ 1 15 ）
对于空气： 等容比热
C 718
等压比热
J / Kg.K
J / Kg.K
C p 1005
对于液体
对于液体而言，即使在等压条件下加热， 体积变化也是很小的，即
通常在φ=（60~70）%范围内，人体感到舒适。
气动技术中规定各种阀的相对湿度不得大于90%
（二）含湿量 1、质量含湿量：每公斤质量的干空气中所混合的水蒸 汽的质量，用d表示
ms s RsT Rg ps d mg g p g Rs p g RgT ps 287.1 ps 0.622 462.05 pg pg
p1
T1
υ1
1
2
p2 T2 υ2
在压力不变的条件下， 气体状态变化时，其 比容与绝对温度成正 比
υ
此时气体对外作功：
W Pd P(2 1 ) R(T2 T1 )
1
2
由<5>式：
d C P C P ( )P dT
d P( ) P R C P C R dT
p RT
V—气体体积 m3 υ—气体比容 m3/kg J=N· m
• R—气体常数 J /（kg· k）
J /（kg· k）
• 湿空气：Rs=462.05 J /（kg· k）
基本概念：
①内能： 分子的动能和势能之和； ②热量q ：在热传递的过程中，传递能 量的多少叫热量； ③比热：1kg空气温度升高1K时所需要 的热量，比热容简称比热：
φ —空气压缩前的相对湿度,
d’1b 、 d’2b一温度为T1或T2时饱和容积含湿量，kg／m3； T1 、T2—压缩前或压缩后空气的绝对温度，K； pb1—温度为T1时饱和空气中水蒸汽的分压力(绝对)，MPa；
pb2—温度为T2时饱和空气中水蒸汽的分压力(绝对)，MPa
填空题：
1、不含水蒸气的空气为（ ），含水蒸气的空气称为 （ ），所含水分的程度用（ ）和（ ）来表示。 2、理想气体是指（ ）。一定质量的理想气体在状态变 化的某一稳定瞬时，其压力、温度、体积应服从（ ）。 一定质量的气体和外界没有热量交换时的状态变化过程叫 做（ ）。
说明：在温度不变的条件下， 气体状态变化时，其压力P 与体积（比热）成反比。
等温过程内能无变化，气体所做的压缩功 为：
W p d RT
1
2
1
d
2
1 RT ln 2
p2 p2 p1 1ln p2 2ln p1 p1
在等温过程中，无内能变化，加入系统的热量 全部变成气体所做的功。在气动系统中气缸工 作、管道输送空气等均可视为等温过程。
dq du dw du pd (3)
则定容比热：
dq du c ( ) ( 4) dT dT
定压比热： dq du d cp ( ) p p ( ) p (5) dT dT dT
在状态变化过程中加上变化条件，理想气 体状态方程将有以下几种形式： p RT