確認氮素的性能是作為在熱風乾燥使用的媒體的空氣。
4-1-1.空氣的作用
常温常壓下的空氣是理想氣體，t [℃]ρ[kg / m3]時的空氣密度，大氣壓力為P [atm]，水蒸氣壓力為e [atm]。
◎成本低
◎即使管道洩漏也很安全
◎作為熱源熱素材
◎減薄氣膜
◎將蒸發的水蒸氣輸送到外部（載氣）
○正常環境中的空氣包含百分之幾的水蒸氣，水蒸氣的效果對加方向起作用。
○氧氣與加熱線圈的鋁成分結合在一起，在表面形成耐腐蝕塗層，並延長了線圈的使用壽命。
×空氣含有氧，變成高温的話氧化被促進。
4-1-2.氮的作用
氮氣用於熱風加熱的優缺點
◎作為熱源熱素材
◎作出無氧環境，防止起火
◎作出無氧環境，防止氧化
◎作出無水蒸氣環境，防止加水分解以及羥基結合
◎減薄氣膜
◎將蒸發的水蒸氣輸送到外部（載氣）
○即使洩漏也比較安全
×液氮被蒸發和使用時，加熱效率會因與室温的差而降低。
×因為沒有氧氣，所以加熱線圈的表面沒有形成耐腐蝕膜，與空氣相比，線圈的壽命縮短了。
氮氣不含氧氣，因此適用於乾燥包括溶劑在内的易燃物質。
4-1-3.空氣密度
如果將空氣定義為氮氣4：氧氣1的氣體，則空氣的分子量為28.8，因為氮氣的分子量為28，氧氣的分子量為32。
28.8 = (28 x 4/5 + 32 x 1/5 )
計算以獲得空氣密度（大氣壓1atm，室温20°C）
壓力p = 1atm = 101.3×10 ^ 5Pa
温度t = 273 + C
空氣V = 1m ^ 3
莫爾數n =莫爾
氣體常數R = 8.31J / mol·K
理想氣體状態方程= pV = nRT
空氣密度ρ=
n = pV/RT = 1.103x10＾5Pa x 1m＾3 / 8.31J/mol・K x (273+20)K = 41.6mol
ρ= (28.8 x 41.6)g/m＾3 = 1200g/m＾3 = 1.2g/ℓ
4-1-4.特性一覧表
空氣的構成物質
| 成分 | 化学式 | 體積比 割合 | 質量割合 | 氣體密度 | 比重 |
|---|---|---|---|---|---|
| 氮素 | N2 | 78.084 | 0.75520000 | 1.251 | 1.105 |
| 氧氣 | O2 | 20.9476 | 0.23150000 | 1.429 | 0.967 |
| 氬氣 | Ar | 0.934 | 0.01280000 | 1.78 | 1.38 |
| 二氧化碳 | CO2 | 0.039 | 0.00046000 | 1.977 | 1.54 |
| 霓虹燈 | Ne | 0.001818 | 0.00001200 | 0.9002 | 0.69 |
| 氦氣 | He | 0.000524 | 0.00000072 | 0.1785 | 0.13 |
| 甲烷 | CH4 | 0.000181 | – | – | – |
| 氪 | Kr | 0.000114 | – | – | – |
| 二氧化硫 | SO2 | 0.0001 | – | – | – |
| 氫 | H2 | 0.00005 | – | – | – |
| 一氧化二氮 | N2O | 0.000032 | – | – | – |
| 氙氣 | Xe | 0.0000087 | – | – | – |
| 臭氧層 | O3 | 0.000007 | – | – | – |
| 二氧化氮 | NO2 | 0.000002 | – | – | – |
| 碘 | I2 | 0.000001 | – | – | – |
概略空気組成
| 成分 | 化學式 | 體積比 割合 | 質量割合 |
|---|---|---|---|
| 氮素 | N2 | 0.79 | 0.768 |
| 氧氣 | O2 | 0.21 | 0.232 |
空氣的構成物質的特性
| 成分 | 范德華常數 | 分子量 | 氣體常數 | 恆壓比熱 | 等容比熱 | 比熱比 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a / Pa m6 mol−2 | b / m3 mol−1 | g/mol | R (J/g・K) | Cp (J/g・K) | Cv (J/g・K) | γ | |
| 空氣 | 135 × 10−3 | 36.6 × 10−6 | 28.967 | 0.28703 | 1.005 | 0.718 | 1.399 |
| 氮素N2 | 141 × 10−3 | 39.2 × 10−6 | 28.013 | 0.29680 | 1.039 | 0.743 | 1.399 |
| 氧O2 | 138 × 10−3 | 31.9 × 10−6 | 31.999 | 0.25984 | 0.914 | 0.654 | 1.398 |
| 水蒸氣H2O | 553 × 10−3 | 33.0 × 10−6 | 18.015 | 0.46152 | 4.186 | 3.147 | 1.33 |
| 氦He | 3.45 × 10−3 | 23.8 × 10−6 | 4.003 | 2.07727 | 5.240 | 3.16 | 1.66 |
| 氬Ar | 136 × 10−3 | 32.2 × 10−6 | 39.948 | 0.20813 | 0.523 | 0.32 | 1.68 |
| 氫H2 | 24.8 × 10−3 | 26.7 × 10−6 | 2.016 | 4.12449 | 14.250 | 10.12 | 1.408 |
| 一氧化碳CO | 151 × 10−3 | 40.0 × 10−6 | 28.010 | 0.29684 | 1.041 | 0.74 | 1.4 |
| 二氧化碳CO2 | 365 × 10−3 | 42.8 × 10−6 | 44.010 | 0.18892 | 0.819 | 0.63 | 1.3 |
| 氨NH3 | 422 × 10−3 | 37.1 × 10−6 | 17.031 | 0.48821 | 2.060 | 1.57 | 1.31 |
| 甲烷CH4 | 238 × 10−3 | 42.8 × 10−6 | 16.042 | 0.51828 | 2.160 | 1.63 | 1.32 |
比熱=將1kg物質提高1K所需的熱量
空氣的性質
| 温度条件 | 密度 | 恆壓比熱 | 粘性率 | 動粘性率 | 導熱係數 | 熱擴散率 | 普朗特數 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | ρ | Cp | η | ν | λ | α | Pr |
| K | kg/m3 | kJ/(kg・K) | μPa・s | mm2/s | mW/(m・K) | mm2/s | – |
| 100 | 3.6109 | 1.072 | 7.1 | 1.97 | 9.22 | 2.38 | 0.826 |
| 200 | 1.7679 | 1.009 | 13.4 | 7.58 | 18.1 | 10.15 | 0.747 |
| 300 | 1.1763 | 1.007 | 18.62 | 15.83 | 26.14 | 22.07 | 0.717 |
| 400 | 0.8818 | 1.015 | 23.27 | 26.39 | 33.05 | 36.93 | 0.715 |
| 500 | 0.7053 | 1.031 | 27.21 | 28.58 | 39.51 | 54.33 | 0.71 |
| 600 | 0.5878 | 1.052 | 30.78 | 52.36 | 45.6 | 73.7 | 0.71 |
| 700 | 0.5038 | 1.076 | 34.1 | 67.7 | 51.3 | 94.6 | 0.715 |
| 800 | 0.4408 | 1.099 | 37.23 | 84.5 | 56.9 | 117 | 0.719 |
| 900 | 0.3918 | 1.122 | 40.22 | 102.7 | 62.5 | 142 | 0.722 |
| 1000 | 0.3527 | 1.142 | 43.08 | 122.1 | 67.2 | 167 | 0.732 |
| 1100 | 0.3206 | 1.16 | 45.84 | 143 | 71.7 | 193 | 0.742 |
