干空气物理性质表

第二节 空气的物理性质、气体状态方程及流动规律一、空气的组成成份及空气的物理性质1.空气的组成成份大气中的空气主要是由氮、氧、氩、二氧化碳，水蒸气以及其它一些气体等若干种气体混合组成的。

含有水蒸气的空气为湿空气。

大气中的空气基本上都是湿空气。

而把不含有水蒸气的空气称为干空气。

在距地面20 km 以内，空气组成几乎相同。

在基准状态（0℃，绝对压力为101325 Pa ，相对湿度为0）下地面附近的干空气的组成见表11－1。

空气中氮气所占比例最大，由于氮气的化学性质不活泼，具有稳定性，不会自燃，所以空气作为工作介质可以用在易燃、易爆场所。

2.空气的密度单位体积空气的质量，称为空气的密度ρ（kg/m 3），其公式为ρ ＝m / V （11－1）式中 ρ — 空气密度；m — 空气的质量（kg ）；V — 空气的体积（m 3）。

气体密度与气体压力和温度有关，压力增加，密度增加，而温度上升，密度减少。

在基准状态下，干空气的密度为 1.293 kg/m 3，在温度 t （℃）、压力（MPa ）下的干空气的密度可用下式计算（11－2） 式中 ρ0 — 基准状态下的干空气密度；p — 绝对压力（MPa ）；ρ — 干空气的密度；t — 温度（℃），其中（273＋t ）为绝对温度（K ）。

对于湿空气的密度可用下式计算（11－3）式中 ρ' — 湿空气的密度；p — 湿空气的全压力（MPa ）；φ — 空气的相对湿度（％）；p b — 温度为t ℃时饱和空气中水蒸气的分压力（MPa ）。

3.空气的粘性空气在流动过程中产生的内摩擦阻力的性质叫做空气的粘性，用粘度表示其大小。

空气的粘度受压力的影响很小，一般可忽略不计。

随温度的升高，空气分子热运动加剧，因此，空气的粘度随温度的升高而略有增加。

粘度随温度的变化关系见表11－2。

气体与液体和固体相比具有明显的压缩性和膨胀性。

空气的体积较易随压力和温度的变化而变化。

例如，对于大气压下的气体等温压缩，压力增大0.1 MPa ，体积减小一半。

附录一、水与蒸汽的物理性质1水的物理性质2 水的饱和蒸气压(-20～100℃)3 饱和水蒸气表(以温度为准)4 饱和水蒸气表(以压强为准)(Ⅰ)5 饱和水蒸气表(以压强为准)(Ⅱ)二、干空气的物理性质(p=101325Pa)四、液体及水溶液的物理性质1 某些液体的重要物理性质2 油类的相对密度3 氢氧化钠水溶液相对密度4 浓硫酸水溶液相对密度5 稀硫酸及硝酸、盐酸水溶液相对密度6 有机液体相对密度共线图7 有机液体的表面张力共线图8 某些无机物水溶液的表面张力/(dyn/cm)9 液体在20℃的体积膨胀系数10 液体黏度共线图11 液体比热容共线图12 某些液体的热导率λ×102/［kcal/(m·h·℃)］13 液体汽化潜热共线图14 无机溶液在大气压（101 3kPa）下的沸点15 液体的普朗特数(算图)五、气体的重要物理性质1 某些气体的重要物理性质2 气体黏度共线图（常压下用）3 气体比热容共线图（常压下用）4 常用气体的热导率5 某些气体的Pr数值六、固体性质1．常用固体材料的重要物理性质2 某些固体材料的黑度(ε)七、管子规格1 水煤气输送钢管(摘自GB 3091—93，GB 3092—93)2 无缝钢管规格简表3 热交换器用HSn62 1，HSn70 1，H68拉制黄铜管(摘自YB 448—64)4 承插式铸铁管规格八、泵与风机九、1 B型水泵性能表(摘录)2 8 18、9 27离心通风机综合特性曲线图九、换热器1 热交换器系列标准(摘录)2 冷凝器规格十一、流体常用流速范围参考文献。

第一节 矿内空气的主要物理参数一、密度单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，用符号ρ表示。

空气可以看作是均质气体，故：Vm =ρ，kg/m 3 （1-2-1） 式中 m ——空气的质量，kg ；V ——空气的体积，m 3 ；ρ——空气的密度，kg ／m 3；一般地说，当空气的温度和压力改变时，其体积会发生变化。

所以空气的密度是随温度、压力而变化的，从而可以得出空气的密度是空间点坐标和时间的函数。

如在大气压P 0为101325 Pa 、气温为0 ℃(273.15 K)时，干空气的密度ρ0为1.293 kg ／m3。

湿空气的密度是l m3空气中所含干空气质量和水蒸汽质量之和：v d ρρρ+= （1-2-2） 式中 ρd —1m 3空气中干空气的质量，kg ；ρv —1m 3空气中水蒸汽的质量，kg ；由气体状态方程和道尔顿分压定律可以得出湿空气的密度计算公式：⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=P P t P s ϕρ378.01273003484.0 （1-2-3） 式中 P —空气的压力，Pa ；t —空气的温度，℃ ； P s —温度t 时饱和水蒸汽的分压，Pa ；φ—相对湿度，用小数表示。

二、比容空气的比容是指单位质量空气所占有的体积，用符号v (m 3/kg)表示，比容和密度互为倒数，它们是一个状态参数的两种表达方式。

则：ρ1==m V v ，m 3/kg （1-2-4） 在矿井通风中，空气流经复杂的通风网络时，其温度和压力将会发生一系列的变化，这些变化都将引起空气密度的变化，在不同的矿井这种变化的规律是不同的。

在实际应用中，应考虑什么情况下可以忽略密度的这种变化，而在什么条件下又是不可忽略的。

三、粘性当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力（内摩擦力）以便阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。

例如，空气在管道内以速度u 作层流流动时，管壁附近的流速较小，向管道轴线方向流速逐渐增大，如同把管内的空气分成若干薄层，图1-2-1所示。

第二章矿井风流的基本性质§2—1 矿井空气的物理性质一、空气的密度指单位体积空气的质量，用ρ表示，单位：kg/m3。

ρ＝vm式中：v—空气的体积，m3；m—v体积空气的质量，kg。

由理想气态方程，对于干空气：ρ干＝3.484TP对于湿空气：ρ湿＝（3.458~3.473）TP式中：P—空气绝对大气压力，kPa；T—热力学温度，T＝（273.15＋t）K；t—空气的温度，℃。

将标准大气压力P ＝101.325 kPa，t＝0℃，φ＝0代入上式，得ρ干＝1.293 kg/m3。

将标准大气压力P ＝101.325 kPa，t＝20℃，φ＝60%代入上式，得ρ湿＝1.20 kg/m3。

二、空气的重度指单位体积空气的重力，用γ表示，单位：N/m3。

γ＝vW式中：v—空气的体积，m3；W—空气的重力，N。

将W＝mg代入上式，得γ＝ρg N/m3因此，对于干、湿空气γ干＝1.293×9.81＝12.684 （N/m3）γ湿＝1.20×9.81＝11.772 （N/m3）三、空气的比容指单位质量的空气具有的容积，用ν表示，单位：m3/kg。

ν＝V/m＝1/ρ显然，空气的比容与空气的密度互为倒数。

四、空气的比热指质量为1 kg的空气，温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或放出）的热量，单位：k.J/kg. ℃。

五、空气的粘性指空气抗拒剪切力的性质，是空气在流动时产生阻力的内在因素。

由于空气的粘性，空气在巷道中流动时靠近巷道轴部流速快，靠近巷道边沿流速慢。

V小V大§2—2 井巷中的风速与测定一、井巷断面风速分布井巷风速指风流单位时间内流过的距离，用V表示，单位：m/s或m/min。

由于空气的粘性，空气在巷道轴部流动速率快，靠近边沿流速慢，我们所说的风速是指巷道的平均风速。

平均风速与最大风速的比值叫风速分布系数，用k速表示，即k速＝V均/V大，一般在0.7~0.9之间。

对于不同的巷道砌碹巷道：k速≈0.83；木棚支护巷道：k速≈0.73；无支护巷道：k速≈0.75。

第一章绪论1.大气组成干洁空气（N2、O2、Ar、CO2、臭氧）水汽（0.02％～6％）杂质：悬浮颗粒和气态物质2.干洁空气物理性质：分子量：29密度：1.293kg/m3 (标准状态, 273 K， 101.3 kPa )假设空气只有氮气和氧气组成，N2：O2=3.78:1几种常见元素的物质的量：N:14 O:16 H:1 C:12 Ca:40 S:323.大气污染的定义：由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境的现象。

气溶胶粒子系：沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子。

4.大气污染物分类：气溶胶态污染物：（1）粉尘（2）烟（3）飞灰（4）黑烟（5）霾（6）雾气态污染物一次污染物：直接从污染源排到大气中的原始污染物质。

二次污染物：由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物。

二次污染物中比较重要的是硫酸烟雾和光化学烟雾。

5.大气污染分类（了解）①煤烟型（还原型）污染：主要污染源是燃煤。

主要污染物是煤炭燃烧时放出的烟尘、SO2等一次污染物，以及由这些污染物发生化学反应而产生的硫酸、硫酸盐类二次污染物。

它们遇上低温、高湿的阴天，且风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。

②石油型（交通型或氧化型）污染 :(光化学烟雾形成的原因:污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。

主要污染物是CO、NOX和HC。

在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染——光化学烟雾。

)③混合型污染：包括以煤炭为主要污染源而排出的烟气、粉尘、二氧化硫及其它氧化物所形成的气溶胶；以石油为污染源而排出的烯烃和二氧化氮为主的污染物。

此类污染，其反应更为复杂。

6.我国大气污染的特点：以煤烟型为主,主要污染物为颗粒物和SO27.全球性大气污染问题(定义):温室效应:大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃、水蒸汽等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。