3.3　气体的基本参数和特性

在工程上，对于气流速度远小于声速且处于常温常压条件下的气体，可近似地认为是不可压缩的流体。如在常温常压下工作的除尘器、风机、通风管道等装置中的气体都可按不可压缩流体进行处理。而对于在高温高压下流动的气体则必须按可压缩流体处理，否则将会导致较大误差。当气体压力不太高、温度不太低时，气体的体积变化近似地服从理想气体定律。

3.3.1　气体的基本参数

气体是粉尘颗粒物的载体，气体的性质影响除尘器的功能和效果，掌握气体基本性质，有利于除尘器的设计、选型、制造和运行管理^［7］。

（1）气体的温度　气体的温度是表示其冷热程度的物理量。在国际单位制中，温度的单位是开尔文，用符号K表示。我国常用单位为摄氏度，用符号℃表示。

（2）气体的压力　气体压力指垂直作用在单位面积A上的力的大小，物理学上又称为压强。

（3）气体的密度　气体的密度是指单位体积气体的质量，可用下式计算：

　　（3-2）

式中，ρ_a为气体的密度，kg/m³；m为气体的质量，kg；V为气体的体积，m³。单位质量气体的体积称为质量体积，质量体积与密度互为倒数，即：

　　（3-3）

式中，v为气体的质量体积，m³/kg。

（4）气体的黏度^［7］　流体在流动时能产生内摩擦力，这种性质称为流体的黏性。黏性是流体阻力产生的依据。黏度（或称黏滞系数）的定义是切应力与切应变的变化率之比，是用来度量流体黏性的大小，其值由流体的性质而定。根据牛顿内摩擦定律，切应力用下式表示：

　　（3-4）

式中，τ为单位表面上的摩擦力或切应力，Pa；为速度梯度，s^-1；μ为动力黏度系数，N·s/m²（简称气体黏度，Pa·s）。在流体力学中，常遇到动力黏度系数μ与流体密度ρ的比值，即：

　　（3-5）

式中，ν为运动黏度系数。

在捕集可燃气体和烟气中的粉尘时，如含有腐蚀性的气体，当其溶解于气体中的水分时，可能对除尘装置、滤袋等造成严重的损伤；如含有有毒气体（如CO、SO₂等），对人有害。在进行维护、检查、修理时，要采取预防措施，要保持装置的严密性。如在处理具有爆炸性的气体时，要采取预防措施，排放气体中有害成分的浓度，应符合排放标准。

3.3.2　气体的特性

气体的特性包括气体的连续性、流动性、压缩性、膨胀性、单相流体和多相流体等^{［7，10，16］}。

（1）气体的连续性　微观上，气体都是由大量分子所组成的，这些分子都在不停地做不规则的热运动，分子之间以及内部的原子之间有一定的空隙，即流体微观是不连续的。但是将整个流体分成许多分子集团，每个分子集团称为质点，并认为各质点之间没有任何空隙，是连续的，所以流体具有连续性，反映流体质点运动特性的各种物理量，如速度、密度、压力等也是连续的。但对极稀薄的空气，连续性就不适用了。

（2）气体的流动性　由于气体具有流动性，因此没有固定的形状。气体都随其容器形状的不同而改变自身的形状，气体在流动中改变自身形状的同时，它的体积也随容器的体积而改变，它总是充满整个容器。

（3）气体的压缩性和膨胀性　气体受压力作用时体积缩小、密度增大的性质称为气体的压缩性。气体随着温度的升高体积膨胀、密度减小的性质称为气体的膨胀性。

气体的压缩性通常以压缩系数β_p表示表示，它表示单位压力变化气体体积的相对变化值。当温度不变时，其数学式为：

　　（3-6）

式中，V为气体的体积，m³；为气体的体积相对于单位压力的变化，m³/Pa；β_p为气体的压缩系数，m²/N。

（4）单相流体和多相流体　单组分和多组分气体或彼此能溶解的液体都是单相流体；固体颗粒、液体颗粒悬浮在气体介质中，这样的流体则为多相流体。在工程中，含尘气体在管道中的流动过程可以近似按单相流体处理，而粉尘在除尘器中的分离过程则必须按多相流体处理。