凍干技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)⑶

       上海東富龍科技有限公司 張耀平 

       第三節(jié) 氣體和蒸汽

       氣體和蒸汽都是物質(zhì)的氣態(tài)狀態(tài)，物質(zhì)的臨界溫度可以作為判斷氣態(tài)物質(zhì)是氣體還是蒸汽的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)溫度高于該物質(zhì)的臨界溫度時(shí)，該物質(zhì)的氣態(tài)稱為氣態(tài)；當(dāng)溫度低于該物質(zhì)的臨界溫度時(shí)，該物質(zhì)的氣態(tài)稱為蒸汽。 為此必須介紹一下物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力。氣體的液化溫度是與壓力有關(guān)的。氣體的壓力越小時(shí)，則其液化溫度越低；隨著壓力的增加，氣體的液化溫度也升高。對(duì)于某一種物質(zhì)的氣體，有一個(gè)固定的溫度值。超出這個(gè)溫度時(shí)，物質(zhì)只能處于氣態(tài)，無(wú)論加多大的壓力也不能使其壓縮成液體，這個(gè)溫度就稱為該物質(zhì)氣體的臨界溫度。
       在臨界溫度時(shí)使該氣體液化所需要的z*小壓力，稱為該物質(zhì)氣體的臨界壓力。一些物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力見(jiàn)表七。 表七 一些物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力 物質(zhì)名稱 臨界溫度℃ 臨界壓力(絕對(duì)大氣壓) 氨 132.9 112.3 二氧化碳 31 72.3 氮 －147.13 33.49 氧 －118.82 49.71 水蒸汽 374 58.22 R12 111.5 40.86 R22 96 50.3 一般的室溫大約15～25℃范圍之內(nèi)，O₂、N₂等臨界溫度遠(yuǎn)比室溫低，因此可以稱它們?yōu)?“永久”氣體或不凝集氣體；二氧化碳的臨界溫度接近室溫，所以不能當(dāng)作永久氣體；水蒸汽的臨界溫度超出室溫，因此稱為蒸汽。
       但氣體和蒸汽是相對(duì)的，它決定于溫度，當(dāng)溫度高于水的臨界溫度時(shí)，水蒸汽也可以稱為氣體了。 任何液體物質(zhì)，當(dāng)在一密閉容器內(nèi)蒸發(fā)時(shí)，達(dá)到一定的程度后，液體汽化與蒸汽的液化就處于平衡狀態(tài)。這時(shí)密閉容器內(nèi)的蒸汽稱為飽和蒸氣；密閉容器內(nèi)的蒸汽壓強(qiáng)稱為飽和蒸汽壓。 飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小。對(duì)于同一蒸汽，在不同的溫度有不同的飽和蒸汽壓。如果飽和蒸汽繼續(xù)得到熱量，則溫度將比飽和時(shí)的溫度高，但壓力仍保持原飽和溫度時(shí)相應(yīng)壓力值，這樣的蒸汽稱超熱蒸汽。 如果在某一密閉系統(tǒng)內(nèi)，有一個(gè)蒸汽源，而該系統(tǒng)內(nèi)各部份有不同的溫度差時(shí)，則該密閉系統(tǒng)的飽和蒸汽壓由z*低的溫度所決定，即z*低溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓。
       平常的大氣中含有水蒸汽，是濕空氣，它是干空氣與水蒸汽的混合物。在一定的溫度下，空氣中水蒸汽的含量有一定限度，超過(guò)這個(gè)限度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)霧狀?？諝鉁囟容^低時(shí)，水蒸汽的含量較少；空氣溫度較高時(shí)，水蒸汽的含量較多。 單位體積的空氣中所含水蒸汽的重量，叫做空氣的絕對(duì)濕度。單位：克/厘米³（g/m³）?？諝庵袑?shí)際所含的水蒸汽重量與同溫度下的飽和空氣所含的水蒸汽的重量的比叫空氣的相對(duì)濕度。用％表示。 當(dāng)空氣中所含的水蒸汽達(dá)到完全飽和狀態(tài)（即相對(duì)濕度為100％）這時(shí)溫度稱為露點(diǎn)。溫度低于露點(diǎn)時(shí)，水蒸氣就凝結(jié)成霧狀水滴，并呈露水凝附在一些物體的表面。當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，則呈冰霜凝附在一些物體的表面。 表八是被水蒸汽所飽和的空氣內(nèi)水蒸汽的含量。例如15℃時(shí)橫向查10℃，縱向查5℃，12.71g/m³；－8℃時(shí)橫向查－0℃，縱向查8℃，為2.54g/m³。 表八 被水蒸汽所飽和的空氣內(nèi)水蒸汽含量，760mmHg時(shí)，克/厘米³ (g/m³) ℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 －10 2.15 1.98 1.81 1.68 1.52 1.40 1.28 1.18 1.08 0.98 －0 4.84 4.47 4.18 3.81 3.52 3.24 2.99 2.75 2.54 2.34 ＋0 4.84 5.18 5.54 5.92 6.33 6.76 7.22 7.70 8.22 8.76 ＋10 9.38 9.94 10.50 11.50 11.9 12.7 13.50 14.30 15.2 16.14 ＋20 17.12 18.14 19.22 20.36 21.55 22.8 24.11 25.49 26.93 28.25 ＋30 30.04 31.70 33.45 35.28 37.19 39.19 41.28 43.47 45.75 48.14