气体的密度

气体的密度

  气体的密度可由气体状态方程中压力、温度与比体积（密度的倒数）的关系给出。

  干气体的密度在常温常压下可以用理想气体定律求出。在高压、低温时实际气体不能采用理想气体定律计算，通常在计算式中增加一个理想气体定律偏差校正系数——气体压缩系数予以修正。有些气体与水蒸气混合为湿气体。同气体混合物相比较，湿气体的特点是其中一个组分——水蒸气在一定条件下将发生集态变化，水蒸气凝聚为液体，或者发生相反的蒸发过程，因此湿气体有另外的计算方法。

    

1)干气体的密度计算式

    p=pn *P/Pn* Tn/T *Zn/Z

式中p，pn——分别为工作状态和标准状态( 293.15K，iOl .325kPa)下干气体前密度，

    kg，m3；

    P，Pn——分别为工作状态和标准状态下的绝对压力，Pa;

    T，Tn——分别为工作状态和标准状态下的热力学温度，K；

    Z，Zn——分别为工作状态和标准状态下气体压缩系数。

 

2)气体压缩系数气体压缩系数是实际气体偏离理想气体定律的一个校正系数。对于一些较易液化的气体，如CO2.、SO2、NH3等在一般温度与压力下与理想气体状态方程的偏差较明显，另外一些气体在高压、低温及接近液态对应用理想气体状态方程会带来较大的偏差。把所有偏差都归于一个系数，因此，气体压缩系数的数学表达式可能是非常复杂的，它是压力、温度与流体组分的函数。气体压缩系数的计算式可分为二大类：普遍化计算式和专用计算式。普遍化计算式是基于对比态原理（对比态方程）的，计算式的参数为对比参数（对比压力p，，对比温度T）。这种计算式对于缺乏实验数据的物质，可得到有参考价值的数据，但精确度要差些。专用计算式是由实验数据结合理论分析用数理统计方法（回归分析）求得函数式。它们适用干一定范围（压力，温度）特定介质的条件，其精确度较高。附录H列举若干气体压缩系数的计算式。

  

3)湿气体的密度计算式气体的湿度用下列参数表征。

  a.绝对湿度  绝对湿度分为二种。f为湿气体对标准状态干气体而言的绝对湿度（简称标态干密度）；f’为湿气体对标准状态湿气体而言的绝对湿度（简称标态湿密度）。f与f'有如下关系式

    f=0.814f'/0.804-f' , f'=0.804f/0.804+f

  b.相对湿度湿气体中实际所含水蒸气质量和同温度下饱和湿气体所含的水蒸气质量之比，即为相对湿度，它的定义式为

    e=ps/psmax=Ps/Psmax

式中ps,psmax -分别为水蒸气的密度和水蒸气的最大密度，kS/rrl；

    Ps,Psmax—分别为水蒸气的分压力和水蒸气的最大分压力，Pa。

  c.露点  湿气体在定压下冷却到某一温度时，水分开始从湿气体中析出，这个温度称为露点，在数值上等于湿气体中水蒸气分压下的饱和温度。

    

湿气体密度计算式有以下两种。

  a.采用相对湿度参数时工作状态下湿气体的密度计算式

    p=pn*(P-ePsmax)/Pn*Tn/T*Zn/Z+epsmax

式中p,pn —分别为工作状态下湿气体的密度和标准状态下湿气体干部分的密度，kg/m3；

    P，PN——分别为工作状态和标准状态下的绝对压力，Pa;

    T,Tn——分别为工作状态和标准状态下的热力学温度，K；

    Z，Zn——分别为工作状态和标准状态下的气体压缩系数。

    其余符号同上。

 

  b.采用绝对湿度参数时工作状态下湿气体的密度计算式

    p=0.804(p0+f)/(0.804+f)*pT0/PnTZ

    p={p0+(1-p0/0.804f')}}pT0/pnTZ

式中 pO    - 标准状态下(273 15K，101.325kPa)湿气体干部分的密度，kg／m3

     0.804 - 设不发生相变时，水蒸气在标准状态下(273.15K，101.325kPa)的密度值，kg/m3；

     To    - 标准状态下热力学温度，等于273.15K;

     其余符号同上。

4)蒸汽流量计选型

饱和蒸汽在选择计量表时，可选择温度补偿，或者压力补偿，而过热蒸汽选型时需选择温度压力补偿