۱. هوا چیست؟ هوای معمولی چیست؟
پاسخ: جو اطراف زمین، ما عادت داریم آن را هوا بنامیم.
هوای تحت فشار مشخص شده 0.1 مگاپاسکال، دمای 20 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 36٪، هوای معمولی است. هوای معمولی از نظر دما با هوای استاندارد متفاوت است و حاوی رطوبت است. وقتی بخار آب در هوا وجود داشته باشد، پس از جداسازی بخار آب، حجم هوا کاهش می‌یابد.
۲. تعریف استاندارد ایالتی از هوا چیست؟
پاسخ: تعریف حالت استاندارد عبارت است از: حالت هوا وقتی فشار مکش هوا 0.1 مگاپاسکال و دمای آن 15.6 درجه سانتیگراد است (تعریف صنعت داخلی 0 درجه سانتیگراد است) حالت استاندارد هوا نامیده می شود.
در حالت استاندارد، چگالی هوا ۱.۱۸۵ کیلوگرم بر متر مکعب است (ظرفیت اگزوز کمپرسور هوا، خشک‌کن، فیلتر و سایر تجهیزات پس از پردازش با نرخ جریان در حالت استاندارد هوا مشخص می‌شود و واحد آن به صورت Nm3/min نوشته می‌شود).
۳. هوای اشباع و هوای غیراشباع چیست؟
پاسخ: در یک دما و فشار خاص، محتوای بخار آب در هوای مرطوب (یعنی چگالی بخار آب) حد مشخصی دارد؛ وقتی مقدار بخار آب موجود در دمای خاص به حداکثر محتوای ممکن می‌رسد، رطوبت در این زمان هوا را هوای اشباع می‌نامند. هوای مرطوب بدون حداکثر محتوای ممکن بخار آب، هوای غیراشباع نامیده می‌شود.
۴. تحت چه شرایطی هوای غیراشباع به هوای اشباع تبدیل می‌شود؟ «تراکم» چیست؟
در لحظه‌ای که هوای غیراشباع به هوای اشباع تبدیل می‌شود، قطرات آب مایع در هوای مرطوب متراکم می‌شوند که به آن «تراکم» می‌گویند. تراکم امری رایج است. به عنوان مثال، رطوبت هوا در تابستان بسیار زیاد است و تشکیل قطرات آب روی سطح لوله آب آسان است. در صبح زمستان، قطرات آب روی شیشه پنجره‌های ساکنان ظاهر می‌شوند. اینها هوای مرطوبی هستند که تحت فشار ثابت خنک می‌شوند تا به نقطه شبنم برسند. نتیجه تراکم ناشی از دما.
۵. فشار اتمسفر، فشار مطلق و فشار گیج چیست؟ واحدهای رایج فشار کدامند؟
پاسخ: فشاری که توسط یک لایه بسیار ضخیم از جو اطراف سطح زمین بر روی سطح زمین یا اجسام سطحی ایجاد می‌شود، «فشار اتمسفری» نامیده می‌شود و نماد آن Ρb است؛ فشاری که مستقیماً بر سطح ظرف یا جسم وارد می‌شود، «فشار مطلق» نامیده می‌شود. مقدار فشار از خلاء مطلق شروع می‌شود و نماد آن Pa است؛ فشاری که توسط فشارسنج‌ها، خلاءسنج‌ها، لوله‌های U شکل و سایر ابزارها اندازه‌گیری می‌شود، «فشار گیج» نامیده می‌شود و «فشار گیج» از فشار اتمسفر شروع می‌شود و نماد آن Ρg است. رابطه بین این سه به صورت زیر است
Pa=Pb+Pg
فشار به نیرو بر واحد سطح اشاره دارد و واحد فشار N/square است که با Pa نشان داده می‌شود و پاسکال نامیده می‌شود. MPa (MPa) که معمولاً در مهندسی استفاده می‌شود
1MPa = 10 ششم توان Pa
۱ فشار اتمسفر استاندارد = ۰.۱۰۱۳ مگاپاسکال
1kPa = 1000Pa = 0.01kgf/square
1MPa = 10 توان ششم Pa = 10.2kgf/square
در سیستم قدیمی واحدها، فشار معمولاً بر حسب kgf/cm2 (کیلوگرم نیرو بر سانتی‌متر مربع) بیان می‌شود.
۶. دما چیست؟ واحدهای رایج دما کدامند؟
الف) دما میانگین آماری حرکت حرارتی مولکول‌های یک ماده است.
دمای مطلق: دمایی که از پایین‌ترین دمای حدی که مولکول‌های گاز از حرکت باز می‌مانند، شروع می‌شود و با T نشان داده می‌شود. واحد آن «کلوین» و نماد واحد آن K است.
دمای سلسیوس: دمایی که از نقطه ذوب یخ شروع می‌شود، واحد آن «سلسیوس» و نماد واحد آن ℃ است. علاوه بر این، کشورهای بریتانیایی و آمریکایی اغلب از «دمای فارنهایت» استفاده می‌کنند و نماد واحد آن F است.
رابطه تبدیل بین سه واحد دما به صورت زیر است:
دمای بحرانی (K) = دمای بحرانی (°C) + 273.16
تی(F)=32+1.8 تی(℃)
۷. فشار جزئی بخار آب در هوای مرطوب چقدر است؟
پاسخ: هوای مرطوب ترکیبی از بخار آب و هوای خشک است. در حجم معینی از هوای مرطوب، مقدار بخار آب (بر حسب جرم) معمولاً بسیار کمتر از هوای خشک است، اما همان حجم هوای خشک را اشغال می‌کند. همچنین دمای یکسانی دارند. فشار هوای مرطوب مجموع فشارهای جزئی گازهای تشکیل دهنده (یعنی هوای خشک و بخار آب) است. فشار بخار آب در هوای مرطوب، فشار جزئی بخار آب نامیده می‌شود که با Pso نشان داده می‌شود. مقدار آن نشان دهنده مقدار بخار آب در هوای مرطوب است، هرچه میزان بخار آب بیشتر باشد، فشار جزئی بخار آب نیز بیشتر است. فشار جزئی بخار آب در هوای اشباع، فشار جزئی اشباع بخار آب نامیده می‌شود که با Pab نشان داده می‌شود.
۸. رطوبت هوا چقدر است؟ رطوبت چقدر است؟
پاسخ: کمیت فیزیکی که خشکی و رطوبت هوا را بیان می‌کند، رطوبت نام دارد. عبارات رایج رطوبت عبارتند از: رطوبت مطلق و رطوبت نسبی.
در شرایط استاندارد، جرم بخار آب موجود در هوای مرطوب در حجم ۱ متر مکعب، «رطوبت مطلق» هوای مرطوب نامیده می‌شود و واحد آن گرم بر متر مکعب است. رطوبت مطلق فقط نشان می‌دهد که چه مقدار بخار آب در واحد حجم هوای مرطوب وجود دارد، اما توانایی هوای مرطوب در جذب بخار آب، یعنی درجه رطوبت هوای مرطوب را نشان نمی‌دهد. رطوبت مطلق، چگالی بخار آب در هوای مرطوب است.
نسبت مقدار واقعی بخار آب موجود در هوای مرطوب به حداکثر مقدار ممکن بخار آب در همان دما، «رطوبت نسبی» نامیده می‌شود که اغلب با φ بیان می‌شود. رطوبت نسبی φ بین 0 تا 100 درصد است. هرچه مقدار φ کمتر باشد، هوا خشک‌تر و ظرفیت جذب آب آن قوی‌تر است؛ هرچه مقدار φ بیشتر باشد، هوا مرطوب‌تر و ظرفیت جذب آب آن ضعیف‌تر است. ظرفیت جذب رطوبت هوای مرطوب نیز به دمای آن مربوط می‌شود. با افزایش دمای هوای مرطوب، فشار اشباع نیز به همان نسبت افزایش می‌یابد. اگر محتوای بخار آب در این زمان بدون تغییر باقی بماند، رطوبت نسبی φ هوای مرطوب کاهش می‌یابد، یعنی ظرفیت جذب رطوبت هوای مرطوب افزایش می‌یابد. بنابراین، در هنگام نصب اتاق کمپرسور هوا، باید به حفظ تهویه، کاهش دما، عدم زهکشی و تجمع آب در اتاق توجه شود تا رطوبت هوا کاهش یابد.
۹. میزان رطوبت چیست؟ چگونه میزان رطوبت را محاسبه کنیم؟
پاسخ: در هوای مرطوب، جرم بخار آب موجود در 1 کیلوگرم هوای خشک، "میزان رطوبت" هوای مرطوب نامیده می‌شود که معمولاً از آن استفاده می‌شود. برای نشان دادن اینکه میزان رطوبت ω تقریباً متناسب با فشار جزئی بخار آب Pso و با فشار کل هوا p نسبت معکوس دارد، ω دقیقاً مقدار بخار آب موجود در هوا را نشان می‌دهد. اگر فشار اتمسفر به طور کلی ثابت باشد، وقتی دمای هوای مرطوب ثابت است، Pso نیز ثابت است. در این زمان، رطوبت نسبی افزایش می‌یابد، میزان رطوبت افزایش می‌یابد و ظرفیت جذب رطوبت کاهش می‌یابد.
۱۰. چگالی بخار آب در هوای اشباع به چه چیزی بستگی دارد؟
پاسخ: میزان بخار آب (چگالی بخار آب) در هوا محدود است. در محدوده فشار آیرودینامیکی (2 مگاپاسکال)، می‌توان در نظر گرفت که چگالی بخار آب در هوای اشباع فقط به دما بستگی دارد و هیچ ارتباطی با فشار هوا ندارد. هرچه دما بالاتر باشد، چگالی بخار آب اشباع بیشتر است. به عنوان مثال، در دمای 40 درجه سانتیگراد، 1 متر مکعب هوا بدون توجه به فشار 0.1 مگاپاسکال یا 1.0 مگاپاسکال، چگالی بخار آب اشباع یکسانی دارد.
۱۱. هوای مرطوب چیست؟
پاسخ: هوایی که حاوی مقدار مشخصی بخار آب باشد، هوای مرطوب و هوایی که بخار آب نداشته باشد، هوای خشک نامیده می‌شود. هوای اطراف ما هوای مرطوب است. در ارتفاع مشخصی، ترکیب و نسبت هوای خشک اساساً پایدار است و اهمیت خاصی برای عملکرد حرارتی کل هوای مرطوب ندارد. اگرچه میزان بخار آب در هوای مرطوب زیاد نیست، اما تغییر این میزان تأثیر زیادی بر خواص فیزیکی هوای مرطوب دارد. میزان بخار آب، میزان خشکی و رطوبت هوا را تعیین می‌کند. هدف کار کمپرسور هوا، هوای مرطوب است.
۱۲. گرما چیست؟
پاسخ: گرما شکلی از انرژی است. واحدهای رایج مورد استفاده: KJ/(kg·℃)، cal/(kg·℃)، kcal/(kg·℃) و غیره. 1kcal=4.186kJ، 1kJ=0.24kcal.
طبق قوانین ترمودینامیک، گرما می‌تواند خود به خود از طریق همرفت، رسانایی، تابش و سایر اشکال از انتهای با دمای بالا به انتهای با دمای پایین منتقل شود. در غیاب مصرف توان خارجی، گرما هرگز قابل برگشت نیست.
۱۳. گرمای محسوس چیست؟ گرمای نهان چیست؟
پاسخ: در فرآیند گرمایش یا سرمایش، گرمایی که توسط یک جسم جذب یا آزاد می‌شود، هنگامی که دمای آن بدون تغییر حالت فاز اولیه‌اش افزایش یا کاهش می‌یابد، گرمای محسوس نامیده می‌شود. این گرما می‌تواند باعث شود افراد تغییرات آشکاری در سرما و گرما داشته باشند که معمولاً می‌توان آن را با دماسنج اندازه‌گیری کرد. به عنوان مثال، گرمایی که با افزایش دمای آب از 20 درجه سانتیگراد به 80 درجه سانتیگراد جذب می‌شود، گرمای محسوس نامیده می‌شود.
وقتی جسمی گرما جذب یا آزاد می‌کند، حالت فاز آن تغییر می‌کند (مانند گاز به مایع تبدیل می‌شود...)، اما دما تغییر نمی‌کند. این گرمای جذب یا آزاد شده، گرمای نهان نامیده می‌شود. گرمای نهان را نمی‌توان با دماسنج اندازه‌گیری کرد و بدن انسان نیز نمی‌تواند آن را حس کند، اما می‌توان آن را به صورت تجربی محاسبه کرد.
پس از اینکه هوای اشباع گرما آزاد می‌کند، بخشی از بخار آب به آب مایع تبدیل می‌شود و دمای هوای اشباع در این زمان کاهش نمی‌یابد و این بخش از گرمای آزاد شده، گرمای نهان است.
۱۴. آنتالپی هوا چقدر است؟
پاسخ: آنتالپی هوا به کل گرمای موجود در هوا اشاره دارد که معمولاً بر اساس واحد جرم هوای خشک بیان می‌شود. آنتالپی با نماد ι نمایش داده می‌شود.
۱۵. نقطه شبنم چیست؟ چه ارتباطی با آن دارد؟
پاسخ: نقطه شبنم دمایی است که در آن هوای غیراشباع دمای خود را کاهش می‌دهد در حالی که فشار جزئی بخار آب ثابت نگه داشته می‌شود (یعنی محتوای مطلق آب ثابت می‌ماند) تا به اشباع برسد. هنگامی که دما به نقطه شبنم کاهش می‌یابد، قطرات آب متراکم در هوای مرطوب رسوب می‌کنند. نقطه شبنم هوای مرطوب نه تنها به دما مربوط می‌شود، بلکه به میزان رطوبت موجود در هوای مرطوب نیز مربوط می‌شود. نقطه شبنم با محتوای آب بالا، بالا و با محتوای آب کم، پایین است. در یک دمای هوای مرطوب خاص، هرچه دمای نقطه شبنم بالاتر باشد، فشار جزئی بخار آب در هوای مرطوب بیشتر و محتوای بخار آب در هوای مرطوب بیشتر است. دمای نقطه شبنم کاربرد مهمی در مهندسی کمپرسور دارد. به عنوان مثال، هنگامی که دمای خروجی کمپرسور هوا خیلی پایین باشد، مخلوط نفت و گاز به دلیل دمای پایین در بشکه نفت و گاز متراکم می‌شود که باعث می‌شود روغن روان‌کننده حاوی آب باشد و بر اثر روانکاری تأثیر بگذارد. بنابراین، دمای خروجی کمپرسور هوا باید طوری طراحی شود که تحت فشار جزئی مربوطه، کمتر از دمای نقطه شبنم نباشد.
زمان ارسال: ۱۷ ژوئیه ۲۰۲۳
