常用气体密度的计算

常用气体密度的计算

1．干空气密度

    密度是指单位体积空气所具有的质量, 国际单位为千克/米³（kg/m³ ），一般用符号ρ表示。其定义式为：       ρ = M/V                 (1--1)

式中  M——空气的质量，kg；

      V——空气的体积，m³。

空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。上式只是定义式，通风工程中通常由气态方程求得干、湿空气密度的计算式。由气态方程有：
                 ρ=ρ0*T0*P/P0*T         (1--2)

式中 ：ρ——其它状态下干空气的密度，kg/m³；

 ρ0——标准状态下干空气的密度，kg/m³；

 P、P0——分别为其它状态及标准状态下空气的压力，千帕（kpa）；

 T、T0——分别为其它状态及标准状态下空气的热力学温度，K。

标准状态下，T0=273K，P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空气的密度ρ0=1.293kg/m³。将这些数值代入式（1-2），即可得干空气密度计算式为：
                     ρ = 3.48*P/T            (1--3) 

使用上式计算干空气密度时，要注意压力、温度的取值。式中P为空气的**压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t,  t为空气的摄氏温度（℃）。

2．湿空气密度

对于湿空气，相当于压力为P的干空气被一部分压力为Ps的水蒸汽所占据，被占据后的湿空气就由压力为Pd的干空气和压力为Ps的水蒸汽组成。根据道尔顿分压定律，湿空气压力等于干空气分压Pd与水蒸汽分压Ps之和，即：P=Pd+Ps。

     根据相对湿度计算式，水蒸汽分压Ps=ψPb，根据气态方程及道尔顿的分压定律，即可推导出湿空气密度计算式为：    

ρw=3.48*P(1-0.378*ψ*Pb/P)/T               (2--1)

式中 ρw ——湿空气密度,kg/m³；

     ψ——空气相对湿度，%；

     Pb——饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。

其它符号意义同上。

表2-1-1   不同温度下饱和水蒸汽压力

空气温度（℃）	饱和水蒸汽压力（Pa）	空气温度（℃）	饱和水蒸汽压力（Pa）	空气温度（℃）	饱和水蒸汽压力（Pa）
-20	128	8	1069.24	20	2333.1
-15	193.32	9	1143.9	21	2493.1
-10	287.98	10	1127.9	22	2639.8
-5	422.63	11	1311.89	23	2813.1
0	610.6	12	1402.55	24	2986.4
1	655.94	13	1497.21	25	3173.5
2	705.27	14	1598.9	26	3359.7
3	757.27	15	1706.2	27	3563.7
4	811.93	16	1818.5	28	3766.8
5	870.59	17	1933.2	29	4013

 

 

 

 

 

 

 

3、湿燃气密度

  公式：ρ^w=0.833^（ρ+d）/(0.833+d)               (3--1)

  参数说明：ρ^w——湿燃气密度（kg/Nm³）;
　ρ——干燃气密度（kg/ Nm³）;
　d——水蒸气含量（kg/Nm³干燃气）；
　0.833——水蒸气密度（kg/Nm³）。

来源：《燃气输配》 中国建筑工业出版社

2003-6-30