1. อากาศคืออะไร? อากาศปกติเป็นอย่างไร?
คำตอบ: ชั้นบรรยากาศรอบโลก ซึ่งเรามักเรียกกันว่าอากาศ
อากาศภายใต้ความดันที่กำหนด 0.1 MPa อุณหภูมิ 20°C และความชื้นสัมพัทธ์ 36% คืออากาศปกติ อากาศปกติแตกต่างจากอากาศมาตรฐานในเรื่องอุณหภูมิและมีปริมาณความชื้น เมื่อมีไอน้ำในอากาศ เมื่อไอน้ำแยกตัวออกไป ปริมาตรของอากาศจะลดลง
2. มาตรฐานของรัฐกำหนดนิยามของอากาศอย่างไร?
คำตอบ: นิยามของสภาวะมาตรฐานคือ สภาวะของอากาศเมื่อความดันดูดอากาศเท่ากับ 0.1 MPa และอุณหภูมิเท่ากับ 15.6°C (ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมภายในประเทศกำหนดไว้ที่ 0°C) เรียกว่าสภาวะมาตรฐานของอากาศ
ในสภาวะมาตรฐาน ความหนาแน่นของอากาศคือ 1.185 กก./ลบ.ม. (ความจุของไอเสียคอมเพรสเซอร์อากาศ เครื่องอบแห้ง ตัวกรอง และอุปกรณ์ประมวลผลหลังการใช้งานอื่นๆ จะระบุด้วยอัตราการไหลในสภาวะมาตรฐานของอากาศ และหน่วยจะเขียนเป็น Nm3/min)
3. อากาศอิ่มตัวและอากาศไม่อิ่มตัวคืออะไร?
คำตอบ: ที่อุณหภูมิและความดันค่าหนึ่ง ปริมาณไอน้ำในอากาศชื้น (นั่นคือ ความหนาแน่นของไอน้ำ) จะมีค่าจำกัด เมื่อปริมาณไอน้ำในอากาศชื้นที่อุณหภูมินั้นถึงค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ อากาศชื้น ณ เวลานั้นเรียกว่าอากาศอิ่มตัว ส่วนอากาศชื้นที่ปริมาณไอน้ำไม่ถึงค่าสูงสุดที่เป็นไปได้เรียกว่าอากาศไม่อิ่มตัว
4. ภายใต้เงื่อนไขใดที่อากาศไม่อิ่มตัวจะกลายเป็นอากาศอิ่มตัว? “การควบแน่น” คืออะไร?
เมื่ออากาศที่ไม่อิ่มตัวกลายเป็นอากาศอิ่มตัว หยดน้ำจะควบแน่นในอากาศชื้น ซึ่งเรียกว่า “การควบแน่น” การควบแน่นเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น ในฤดูร้อน ความชื้นในอากาศสูงมาก และหยดน้ำจะก่อตัวบนพื้นผิวท่อน้ำได้ง่าย ในเช้าวันฤดูหนาว หยดน้ำจะปรากฏบนกระจกหน้าต่างบ้านเรือน นั่นคืออากาศชื้นที่เย็นตัวลงภายใต้ความดันคงที่จนถึงจุดน้ำค้าง ซึ่งเป็นผลมาจากการควบแน่นเนื่องจากอุณหภูมิ
5. ความดันบรรยากาศ ความดันสัมบูรณ์ และความดันเกจ คืออะไร? หน่วยวัดความดันที่ใช้กันทั่วไปมีอะไรบ้าง?
คำตอบ: ความดันที่เกิดจากชั้นบรรยากาศหนามากที่ล้อมรอบพื้นผิวโลก กระทำต่อพื้นผิวโลกหรือวัตถุบนพื้นผิว เรียกว่า “ความดันบรรยากาศ” และมีสัญลักษณ์คือ Δb; ความดันที่กระทำโดยตรงต่อพื้นผิวของภาชนะหรือวัตถุ เรียกว่า “ความดันสัมบูรณ์” โดยมีค่าเริ่มต้นจากสุญญากาศสัมบูรณ์ และมีสัญลักษณ์คือ Δpa; ความดันที่วัดได้ด้วยเกจวัดความดัน เกจวัดสุญญากาศ ท่อรูปตัวยู และเครื่องมืออื่นๆ เรียกว่า “ความดันเกจ” โดยมีค่าเริ่มต้นจากความดันบรรยากาศ และมีสัญลักษณ์คือ Δg ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสามคือ
Pa = Pb + Pg
ความดันหมายถึงแรงต่อหน่วยพื้นที่ และหน่วยของความดันคือ นิวตันต่อตารางนิ้ว (N/square) ซึ่งใช้สัญลักษณ์ Pa หรือ ปาสคาล (Pa) โดยทั่วไปใช้ MPa ในงานวิศวกรรม
1 MPa = 10 ยกกำลัง 6 Pa
1 ความดันบรรยากาศมาตรฐาน = 0.1013 MPa
1 kPa = 1000 Pa = 0.01 kgf/ตร.ม.
1 MPa = 10 ยกกำลังหก Pa = 10.2 kgf/square
ในระบบหน่วยแบบเก่า ความดันมักแสดงในหน่วย kgf/cm2 (กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตร)
6. อุณหภูมิคืออะไร? หน่วยวัดอุณหภูมิที่ใช้กันทั่วไปมีอะไรบ้าง?
A: อุณหภูมิคือค่าเฉลี่ยทางสถิติของการเคลื่อนที่เชิงความร้อนของโมเลกุลของสารนั้น ๆ
อุณหภูมิสัมบูรณ์: อุณหภูมิที่เริ่มต้นจากอุณหภูมิต่ำสุดที่โมเลกุลของแก๊สหยุดเคลื่อนที่ ซึ่งใช้สัญลักษณ์ T หน่วยเป็น "เคลวิน" และสัญลักษณ์หน่วยคือ K
อุณหภูมิเซลเซียส: อุณหภูมิที่เริ่มต้นจากจุดหลอมเหลวของน้ำแข็ง หน่วยคือ "เซลเซียส" และสัญลักษณ์หน่วยคือ ℃ นอกจากนี้ ประเทศอังกฤษและอเมริกา มักใช้ "อุณหภูมิฟาเรนไฮต์" และสัญลักษณ์หน่วยคือ F
ความสัมพันธ์ในการแปลงระหว่างหน่วยอุณหภูมิทั้งสามคือ
T (K) = t (°C) + 273.16
t(F)=32+1.8t(℃)
7. ความดันย่อยของไอน้ำในอากาศชื้นคือเท่าใด?
คำตอบ: อากาศชื้นเป็นส่วนผสมของไอน้ำและอากาศแห้ง ในปริมาตรที่กำหนดของอากาศชื้น ปริมาณไอน้ำ (โดยมวล) มักจะน้อยกว่าอากาศแห้งมาก แต่จะใช้ปริมาตรเท่ากันกับอากาศแห้ง และมีอุณหภูมิเท่ากันด้วย ความดันของอากาศชื้นคือผลรวมของความดันย่อยของก๊าซที่เป็นส่วนประกอบ (เช่น อากาศแห้งและไอน้ำ) ความดันของไอน้ำในอากาศชื้นเรียกว่าความดันย่อยของไอน้ำ ใช้สัญลักษณ์ Pso ค่าของมันสะท้อนถึงปริมาณไอน้ำในอากาศชื้น ยิ่งปริมาณไอน้ำสูง ความดันย่อยของไอน้ำก็จะยิ่งสูง ความดันย่อยของไอน้ำในอากาศอิ่มตัวเรียกว่าความดันย่อยของไอน้ำอิ่มตัว ใช้สัญลักษณ์ Pab
8. ความชื้นในอากาศเป็นเท่าไร? มีความชื้นอยู่เท่าไหร่?
คำตอบ: ปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงความแห้งและความชื้นของอากาศเรียกว่าความชื้นสัมพัทธ์ โดยทั่วไปแล้วจะใช้หน่วยวัดความชื้นดังนี้: ความชื้นสัมบูรณ์และความชื้นสัมพัทธ์
ภายใต้สภาวะมาตรฐาน มวลของไอน้ำที่อยู่ในอากาศชื้นปริมาตร 1 ลูกบาศก์เมตร เรียกว่า "ความชื้นสัมบูรณ์" ของอากาศชื้น และมีหน่วยเป็น กรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความชื้นสัมบูรณ์บ่งบอกเพียงปริมาณไอน้ำที่อยู่ในอากาศชื้นปริมาตรหนึ่งหน่วยเท่านั้น แต่ไม่ได้บ่งบอกถึงความสามารถของอากาศชื้นในการดูดซับไอน้ำ หรือระดับความชื้นของอากาศชื้นนั้น ความชื้นสัมบูรณ์คือความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศชื้น
อัตราส่วนของปริมาณไอน้ำจริงที่มีอยู่ในอากาศชื้นต่อปริมาณไอน้ำสูงสุดที่เป็นไปได้ที่อุณหภูมิเดียวกัน เรียกว่า “ความชื้นสัมพัทธ์” ซึ่งมักแสดงด้วยสัญลักษณ์ φ ความชื้นสัมพัทธ์ φ มีค่าอยู่ระหว่าง 0 ถึง 100% ยิ่งค่า φ น้อย อากาศยิ่งแห้งและความสามารถในการดูดซับความชื้นยิ่งสูง ยิ่งค่า φ มาก อากาศยิ่งชื้นและความสามารถในการดูดซับความชื้นยิ่งต่ำ ความสามารถในการดูดซับความชื้นของอากาศชื้นยังสัมพันธ์กับอุณหภูมิด้วย เมื่ออุณหภูมิของอากาศชื้นสูงขึ้น ความดันอิ่มตัวก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย หากปริมาณไอน้ำยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในขณะนี้ ความชื้นสัมพัทธ์ φ ของอากาศชื้นจะลดลง กล่าวคือ ความสามารถในการดูดซับความชื้นของอากาศชื้นจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น ในระหว่างการติดตั้งห้องคอมเพรสเซอร์อากาศ ควรให้ความสำคัญกับการรักษาการระบายอากาศ การลดอุณหภูมิ การระบายน้ำ และการสะสมของน้ำในห้อง เพื่อลดความชื้นในอากาศ
9. ปริมาณความชื้นคืออะไร? และจะคำนวณปริมาณความชื้นได้อย่างไร?
คำตอบ: ในอากาศชื้น มวลของไอน้ำที่บรรจุอยู่ในอากาศแห้ง 1 กิโลกรัม เรียกว่า "ปริมาณความชื้น" ของอากาศชื้น ซึ่งเป็นค่าที่ใช้กันทั่วไป เพื่อแสดงให้เห็นว่าปริมาณความชื้น ω เกือบจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความดันย่อยของไอน้ำ Pso และเป็นสัดส่วนผกผันกับความดันอากาศรวม p ω สะท้อนถึงปริมาณไอน้ำที่อยู่ในอากาศได้อย่างแม่นยำ ถ้าความดันบรรยากาศโดยทั่วไปคงที่ เมื่ออุณหภูมิของอากาศชื้นคงที่ Pso ก็จะคงที่ด้วย ในขณะนี้ ความชื้นสัมพัทธ์จะเพิ่มขึ้น ปริมาณความชื้นจะเพิ่มขึ้น และความสามารถในการดูดซับความชื้นจะลดลง
10. ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศอิ่มตัวขึ้นอยู่กับอะไร?
คำตอบ: ปริมาณไอน้ำ (ความหนาแน่นของไอน้ำ) ในอากาศมีจำกัด ในช่วงความดันอากาศพลศาสตร์ (2 MPa) สามารถพิจารณาได้ว่าความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศอิ่มตัวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น และไม่เกี่ยวข้องกับความดันอากาศ ยิ่งอุณหภูมิสูง ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวก็จะยิ่งมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 40°C อากาศ 1 ลูกบาศก์เมตรจะมีค่าความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวเท่ากัน ไม่ว่าความดันจะเป็น 0.1 MPa หรือ 1.0 MPa ก็ตาม
11. อากาศชื้นคืออะไร?
คำตอบ: อากาศที่มีไอน้ำอยู่ปริมาณหนึ่งเรียกว่าอากาศชื้น และอากาศที่ไม่มีไอน้ำเรียกว่าอากาศแห้ง อากาศรอบตัวเราเป็นอากาศชื้น ที่ระดับความสูงหนึ่ง องค์ประกอบและสัดส่วนของอากาศแห้งโดยพื้นฐานแล้วจะคงที่ และไม่มีผลกระทบพิเศษต่อประสิทธิภาพทางความร้อนของอากาศชื้นโดยรวม แม้ว่าปริมาณไอน้ำในอากาศชื้นจะไม่มาก แต่การเปลี่ยนแปลงของปริมาณไอน้ำมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกายภาพของอากาศชื้น ปริมาณไอน้ำเป็นตัวกำหนดระดับความแห้งและความชื้นของอากาศ วัตถุที่ทำงานของเครื่องอัดอากาศคืออากาศชื้น
12. ความร้อนคืออะไร?
คำตอบ: ความร้อนเป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงาน หน่วยที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กิโลจูล/(กิโลกรัม·องศาเซลเซียส), แคลอรี/(กิโลกรัม·องศาเซลเซียส), กิโลแคลอรี/(กิโลกรัม·องศาเซลเซียส) เป็นต้น 1 กิโลแคลอรี = 4.186 กิโลจูล, 1 กิโลจูล = 0.24 กิโลแคลอรี
ตามกฎของอุณหพลศาสตร์ ความร้อนสามารถถ่ายเทจากด้านที่มีอุณหภูมิสูงไปยังด้านที่มีอุณหภูมิต่ำได้เองโดยธรรมชาติ ผ่านการพาความร้อน การนำความร้อน การแผ่รังสี และรูปแบบอื่นๆ หากไม่มีการใช้พลังงานจากภายนอก ความร้อนจะไม่สามารถย้อนกลับได้
13. ความร้อนสัมผัสคืออะไร? ความร้อนแฝงคืออะไร?
คำตอบ: ในกระบวนการให้ความร้อนหรือความเย็น ความร้อนที่วัตถุดูดซับหรือปล่อยออกมาเมื่ออุณหภูมิของวัตถุสูงขึ้นหรือลดลงโดยที่สถานะเดิมของวัตถุไม่เปลี่ยนแปลง เรียกว่า ความร้อนสัมผัส ความร้อนสัมผัสนี้ทำให้คนเรารู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้อย่างชัดเจน ซึ่งโดยทั่วไปสามารถวัดได้ด้วยเทอร์โมมิเตอร์ ตัวอย่างเช่น ความร้อนที่ดูดซับโดยการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำจาก 20°C เป็น 80°C เรียกว่า ความร้อนสัมผัส
เมื่อวัตถุดูดซับหรือปล่อยความร้อน สถานะของวัตถุจะเปลี่ยนไป (เช่น แก๊สกลายเป็นของเหลว…) แต่อุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลง ความร้อนที่ดูดซับหรือปล่อยออกมานี้เรียกว่าความร้อนแฝง ความร้อนแฝงไม่สามารถวัดได้ด้วยเทอร์โมมิเตอร์ และร่างกายมนุษย์ก็ไม่สามารถรับรู้ได้ แต่สามารถคำนวณได้จากการทดลอง
หลังจากอากาศอิ่มตัวปล่อยความร้อนออกมา ไอน้ำบางส่วนจะเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำเหลว และอุณหภูมิของอากาศอิ่มตัวจะไม่ลดลงในขณะนั้น ความร้อนที่ปล่อยออกมาส่วนนี้จึงกลายเป็นความร้อนแฝง
14. เอนทาลปีของอากาศคือเท่าไร?
คำตอบ: เอนทาลปีของอากาศหมายถึงปริมาณความร้อนทั้งหมดที่มีอยู่ในอากาศ โดยปกติจะคิดจากมวลต่อหน่วยของอากาศแห้ง เอนทาลปีใช้สัญลักษณ์ ι แทนค่า
15. จุดน้ำค้างคืออะไร? และมีความเกี่ยวข้องกับอะไร?
คำตอบ: จุดน้ำค้างคืออุณหภูมิที่อากาศไม่อิ่มตัวลดอุณหภูมิลงในขณะที่ความดันย่อยของไอน้ำคงที่ (นั่นคือ ปริมาณน้ำสัมบูรณ์คงที่) จนถึงจุดอิ่มตัว เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงจุดน้ำค้าง หยดน้ำจะควบแน่นและตกตะกอนในอากาศชื้น จุดน้ำค้างของอากาศชื้นไม่เพียงแต่สัมพันธ์กับอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังสัมพันธ์กับปริมาณความชื้นในอากาศชื้นด้วย จุดน้ำค้างสูงเมื่อปริมาณน้ำสูง และจุดน้ำค้างต่ำเมื่อปริมาณน้ำต่ำ ที่อุณหภูมิอากาศชื้นค่าหนึ่ง ยิ่งจุดน้ำค้างสูง ความดันย่อยของไอน้ำในอากาศชื้นก็จะยิ่งมากขึ้น และปริมาณไอน้ำในอากาศชื้นก็จะยิ่งมากขึ้น จุดน้ำค้างมีประโยชน์อย่างมากในงานวิศวกรรมคอมเพรสเซอร์ ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิขาออกของคอมเพรสเซอร์อากาศต่ำเกินไป ส่วนผสมของน้ำมันและก๊าซจะควบแน่นเนื่องจากอุณหภูมิต่ำในถังน้ำมันและก๊าซ ซึ่งจะทำให้น้ำมันหล่อลื่นมีน้ำปนอยู่และส่งผลต่อประสิทธิภาพการหล่อลื่น ดังนั้น อุณหภูมิขาออกของเครื่องอัดอากาศจึงต้องได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้างภายใต้ความดันย่อยที่สอดคล้องกัน
วันที่โพสต์: 17 กรกฎาคม 2566
