1. 空気とは何ですか？通常の空気とは何ですか？
答え: 地球の周りの大気、私たちはそれを空気と呼んでいます。
規定の圧力0.1MPa、温度20℃、相対湿度36%の空気を通常空気といいます。通常空気は標準空気とは温度が異なり、水分を含んでいます。空気中に水蒸気が含まれている場合、水蒸気が分離されると空気の体積は減少します。
2. 空気の標準状態の定義は何ですか?
回答：標準状態の定義は、空気の吸入圧力が0.1MPa、温度が15.6℃（国内の業界定義は0℃）のときの空気の状態を空気の標準状態といいます。
標準状態での空気密度は1.185kg/m3です（空気圧縮機の排気、乾燥機、フィルターなどの後処理装置の能力は空気の標準状態での流量で表記され、単位はNm3/minと表記されます）。
3. 飽和空気と不飽和空気とは何ですか?
答え：ある温度と圧力において、湿った空気中の水蒸気量（つまり水蒸気密度）には一定の限界があります。ある温度で含まれる水蒸気量が最大含有量に達したときの湿度を飽和空気といいます。最大含有量に達していない湿った空気を不飽和空気といいます。
4. どのような条件下で不飽和空気は飽和空気になりますか？「結露」とは何ですか？
不飽和空気が飽和空気になる瞬間、液体の水滴が湿った空気中に凝縮します。これを「結露」と呼びます。結露はよくある現象です。例えば、夏の空気の湿度は非常に高く、水道管の表面に水滴がつきやすいです。冬の朝、家の窓ガラスに水滴が付くことがあります。これは、一定の圧力下で冷やされた湿った空気が露点に達した結果であり、温度による結露の結果です。
5. 大気圧、絶対圧、ゲージ圧とは何ですか？圧力の一般的な単位は何ですか？
答え：地表を取り囲む非常に厚い大気層が地表または地表物体に及ぼす圧力を「大気圧」と呼び、記号はΡbです。容器や物体の表面に直接作用する圧力を「絶対圧」と呼びます。圧力値は絶対真空から始まり、記号はPaです。圧力計、真空計、U字管などの計測機器で測定される圧力を「ゲージ圧」と呼びます。「ゲージ圧」は大気圧から始まり、記号はΡgです。この3つの関係は次のとおりです。
Pa=Pb+Pg
圧力は単位面積あたりの力を指し、圧力の単位はN/平方で、Pa（パスカル）で表されます。工学分野ではMPa（メガパスカル）が一般的に使用されます。
1MPa=10の6乗Pa
1標準大気圧 = 0.1013MPa
1kPa=1000Pa=0.01kgf/平方
1MPa=10の6乗 Pa=10.2kgf/平方
古い単位系では、圧力は通常 kgf/cm2 (キログラム力/平方センチメートル) で表されます。
6. 温度とは何ですか？一般的に使われる温度の単位は何ですか？
A: 温度は、物質の分子の熱運動の統計的な平均です。
絶対温度：気体分子の動きが止まる最低温度から始まる温度で、T で表されます。単位は「ケルビン」、単位記号は K です。
摂氏温度：氷の融点を起点とした温度で、単位は「摂氏」、単位記号は℃です。また、イギリスやアメリカでは「華氏温度」がよく使用され、単位記号はFです。
3つの温度単位間の変換関係は
T (K) = t (°C) + 273.16
t(F)=32+1.8t(℃)
7. 湿った空気中の水蒸気分圧はどれくらいですか?
答え：湿った空気は、水蒸気と乾燥した空気の混合物です。一定量の湿った空気では、水蒸気量（質量）は通常、乾燥した空気の量よりはるかに少ないですが、乾燥した空気と同じ体積を占めます。また、温度も同じです。湿った空気の圧力は、構成ガス（つまり、乾燥空気と水蒸気）の分圧の合計です。湿った空気中の水蒸気の圧力は水蒸気分圧と呼ばれ、Psoと表記されます。その値は湿った空気中の水蒸気の量を反映し、水蒸気含有量が多いほど、水蒸気分圧は高くなります。飽和空気中の水蒸気分圧は飽和水蒸気分圧と呼ばれ、Pabと表記されます。
8. 空気の湿度はどれくらいですか？湿度はどれくらいですか？
回答：空気の乾燥度と湿度を表す物理量を湿度といいます。湿度を表す一般的な表現は、絶対湿度と相対湿度です。
標準状態において、1 m³の体積の湿った空気中に含まれる水蒸気の質量を湿った空気の「絶対湿度」と呼び、単位はg/m³です。絶対湿度は、湿った空気の単位体積あたりに含まれる水蒸気の量を示すものであり、湿った空気が水蒸気を吸収する能力、つまり湿った空気の湿度の度合いを示すものではありません。絶対湿度とは、湿った空気中の水蒸気の密度です。
湿った空気中に含まれる実際の水蒸気量と、同じ温度での最大可能水蒸気量の比を「相対湿度」と呼び、しばしばφで表されます。相対湿度φは0～100％です。φ値が小さいほど、空気は乾燥していて吸水能力が強く、φ値が大きいほど、空気は湿っていて吸水能力が弱いことを示します。湿った空気の吸水能力は温度にも関係しています。湿った空気の温度が上昇すると、飽和圧力もそれに応じて増加します。このとき水蒸気含有量が変化しない場合、湿った空気の相対湿度φは減少し、つまり湿った空気の吸水能力が増加します。したがって、空気圧縮機室の設置中は、換気を維持し、温度を下げ、排水を行わず、室内に水が溜まらないように注意して、空気中の水分を減らす必要があります。
9. 水分含有量とは何ですか？水分含有量はどのように計算しますか？
回答：湿った空気では、乾燥空気1kgに含まれる水蒸気の質量を湿った空気の「水分含有量」と呼び、一般的に用いられています。水分含有量ωは水蒸気分圧Psoにほぼ比例し、全気圧pに反比例することを示しています。ωは空気中に含まれる水蒸気量を正確に反映しています。大気圧が概ね一定であれば、湿った空気の温度が一定であれば、Psoも一定です。このとき、相対湿度が上昇し、水分含有量が増加し、吸湿能力は低下します。
10. 飽和空気中の水蒸気の密度は何に依存しますか?
回答：空気中の水蒸気量（水蒸気密度）には限界があります。空気動圧（2MPa）の範囲では、飽和空気中の水蒸気密度は温度のみに依存し、気圧とは無関係であると考えられます。温度が高いほど、飽和水蒸気密度は大きくなります。例えば、40℃では、1立方メートルの空気中の飽和水蒸気密度は、圧力が0.1MPaでも1.0MPaでも同じです。
11.湿った空気とは何ですか?
回答：一定量の水蒸気を含む空気を湿潤空気、水蒸気を含まない空気を乾燥空気といいます。私たちの周りの空気は湿潤空気です。一定の高度では、乾燥空気の組成と割合は基本的に安定しており、湿潤空気全体の熱性能に特別な意味を持ちません。湿潤空気中の水蒸気含有量は大きくありませんが、その変化は湿潤空気の物理的性質に大きな影響を与えます。水蒸気量は空気の乾燥度と湿度を決定します。空気圧縮機の作動対象は湿潤空気です。
12. 熱とは何ですか?
答え：熱はエネルギーの一種です。一般的に使われる単位は、KJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)などです。1kcal=4.186kJ、1kJ=0.24kcalです。
熱力学の法則によれば、熱は対流、伝導、放射などの形態を通じて高温側から低温側へ自発的に伝達されます。外部からの電力消費がない場合、熱は逆方向には戻りません。
13.顕熱と潜熱とは何ですか？
解答：加熱または冷却の過程において、物体の温度が上昇または下降する際に、元の状態を変えることなく吸収または放出される熱を顕熱といいます。顕熱は人間に明らかな寒さや暑さの変化を生じさせ、通常は温度計で測定できます。例えば、水を20℃から80℃に上げる際に吸収される熱を顕熱といいます。
物体が熱を吸収したり放出したりすると、その相状態は変化しますが（気体が液体になるなど）、温度は変化しません。この吸収または放出される熱を潜熱と呼びます。潜熱は温度計で測定することも、人体で感じることもできませんが、実験的に計算することは可能です。
飽和空気が熱を放出した後、水蒸気の一部は液体の水に変化しますが、この時点では飽和空気の温度は下がらず、放出された熱のこの部分は潜熱となります。
14.空気のエンタルピーとは何ですか?
回答：空気のエンタルピーとは、空気中に含まれる熱の総量を指し、通常は乾燥空気の単位質量に基づきます。エンタルピーは記号ιで表されます。
15. 露点とは何ですか？何と関係がありますか？
回答：露点とは、不飽和空気が水蒸気分圧を一定に保ちながら（つまり、絶対水分量を一定に保ちながら）温度を下げ、飽和状態に達する温度です。温度が露点まで下がると、湿った空気中に凝縮した水滴が析出します。湿った空気の露点は温度だけでなく、湿った空気中の水分量にも関係しています。水分量が多いと露点が高くなり、水分量が少ないと露点が低くなります。ある湿った空気の温度では、露点温度が高いほど、湿った空気中の水蒸気分圧が高くなり、湿った空気中の水蒸気量も高くなります。露点温度は圧縮機工学において重要な用途があります。例えば、空気圧縮機の出口温度が低すぎると、油ガスバレル内の低温により油ガス混合物が凝縮し、潤滑油に水分が含まれ、潤滑効果に影響を与えます。したがって、空気圧縮機の出口温度は、対応する分圧下での露点温度よりも低くならないように設計する必要があります。
投稿日時: 2023年7月17日
