3.3　氣體的基本參數(shù)和特性

在工程上，對于氣流速度遠小于聲速且處于常溫常壓條件下的氣體，可近似地認為是不可壓縮的流體。如在常溫常壓下工作的除塵器、風機、通風管道等裝置中的氣體都可按不可壓縮流體進行處理。而對于在高溫高壓下流動的氣體則必須按可壓縮流體處理，否則將會導致較大誤差。當氣體壓力不太高、溫度不太低時，氣體的體積變化近似地服從理想氣體定律。

3.3.1　氣體的基本參數(shù)

氣體是粉塵顆粒物的載體，氣體的性質(zhì)影響除塵器的功能和效果，掌握氣體基本性質(zhì)，有利于除塵器的設計、選型、制造和運行管理^［7］。

（1）氣體的溫度　氣體的溫度是表示其冷熱程度的物理量。在國際單位制中，溫度的單位是開爾文，用符號K表示。我國常用單位為攝氏度，用符號℃表示。

（2）氣體的壓力　氣體壓力指垂直作用在單位面積A上的力的大小，物理學上又稱為壓強。

（3）氣體的密度　氣體的密度是指單位體積氣體的質(zhì)量，可用下式計算：

　?。?-2）

式中，ρ_a為氣體的密度，kg/m³；m為氣體的質(zhì)量，kg；V為氣體的體積，m³。單位質(zhì)量氣體的體積稱為質(zhì)量體積，質(zhì)量體積與密度互為倒數(shù)，即：

　　（3-3）

式中，v為氣體的質(zhì)量體積，m³/kg。

（4）氣體的黏度^［7］　流體在流動時能產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，這種性質(zhì)稱為流體的黏性。黏性是流體阻力產(chǎn)生的依據(jù)。黏度（或稱黏滯系數(shù)）的定義是切應力與切應變的變化率之比，是用來度量流體黏性的大小，其值由流體的性質(zhì)而定。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，切應力用下式表示：

　?。?-4）

式中，τ為單位表面上的摩擦力或切應力，Pa；為速度梯度，s^-1；μ為動力黏度系數(shù)，N·s/m²（簡稱氣體黏度，Pa·s）。在流體力學中，常遇到動力黏度系數(shù)μ與流體密度ρ的比值，即：

　?。?-5）

式中，ν為運動黏度系數(shù)。

在捕集可燃氣體和煙氣中的粉塵時，如含有腐蝕性的氣體，當其溶解于氣體中的水分時，可能對除塵裝置、濾袋等造成嚴重的損傷；如含有有毒氣體（如CO、SO₂等），對人有害。在進行維護、檢查、修理時，要采取預防措施，要保持裝置的嚴密性。如在處理具有爆炸性的氣體時，要采取預防措施，排放氣體中有害成分的濃度，應符合排放標準。

3.3.2　氣體的特性

氣體的特性包括氣體的連續(xù)性、流動性、壓縮性、膨脹性、單相流體和多相流體等^{［7，10，16］}。

（1）氣體的連續(xù)性　微觀上，氣體都是由大量分子所組成的，這些分子都在不停地做不規(guī)則的熱運動，分子之間以及內(nèi)部的原子之間有一定的空隙，即流體微觀是不連續(xù)的。但是將整個流體分成許多分子集團，每個分子集團稱為質(zhì)點，并認為各質(zhì)點之間沒有任何空隙，是連續(xù)的，所以流體具有連續(xù)性，反映流體質(zhì)點運動特性的各種物理量，如速度、密度、壓力等也是連續(xù)的。但對極稀薄的空氣，連續(xù)性就不適用了。

（2）氣體的流動性　由于氣體具有流動性，因此沒有固定的形狀。氣體都隨其容器形狀的不同而改變自身的形狀，氣體在流動中改變自身形狀的同時，它的體積也隨容器的體積而改變，它總是充滿整個容器。

（3）氣體的壓縮性和膨脹性　氣體受壓力作用時體積縮小、密度增大的性質(zhì)稱為氣體的壓縮性。氣體隨著溫度的升高體積膨脹、密度減小的性質(zhì)稱為氣體的膨脹性。

氣體的壓縮性通常以壓縮系數(shù)β_p表示表示，它表示單位壓力變化氣體體積的相對變化值。當溫度不變時，其數(shù)學式為：

　?。?-6）

式中，V為氣體的體積，m³；為氣體的體積相對于單位壓力的變化，m³/Pa；β_p為氣體的壓縮系數(shù)，m²/N。

（4）單相流體和多相流體　單組分和多組分氣體或彼此能溶解的液體都是單相流體；固體顆粒、液體顆粒懸浮在氣體介質(zhì)中，這樣的流體則為多相流體。在工程中，含塵氣體在管道中的流動過程可以近似按單相流體處理，而粉塵在除塵器中的分離過程則必須按多相流體處理。