Μάζα
Αυτό αναφέρεται στο βάρος ενός αερίου, που τυπικά εκφράζεται σε χιλιοστόγραμμα (mg), γραμμάρια (g), κιλά (kg) ή τόνους (t). Ο όγκος αναφέρεται στην εσωτερική χωρητικότητα του δοχείου που στεγάζει το αέριο. εκφράζεται συνήθως σε κυβικά χιλιοστά (mm³), κυβικά εκατοστά (cm³) ή κυβικά μέτρα (m³). Ειδικός όγκος είναι ο όγκος που καταλαμβάνεται από μια μονάδα βάρους μιας ουσίας. συμβολίζεται με το σύμβολο *V*. Για τα αέρια, ο ειδικός όγκος μετράται σε m³/kg, ενώ για τα υγρά σε l/kg.
Πίεση, Δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας, ατμοσφαιρική πίεση, απόλυτη πίεση, σχετική πίεση
Η δύναμη που δημιουργείται από την πρόσκρουση των κινούμενων μορίων αερίου στα τοιχώματα ενός δοχείου ονομάζεται *πίεση*. Η πίεση που ασκείται σε μια μονάδα επιφάνειας της επιφάνειας του δοχείου ονομάζεται *δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας* (ή απλά *πίεση*). Συμβατικά, χρησιμοποιούνται μονάδες όπως χιλιοστά υδραργύρου (mmHg) ή δύναμη ανά τετραγωνικό εκατοστό (cm²). Ωστόσο, οι διεθνώς τυποποιημένες (νομική μετρολογία) μονάδες είναι το Pascal (Pa), το kilopascal (kPa) και το megapascal (MPa). Μέσω μετατροπής: 1 mmHg=133.3 Pa=0.1333 kPa; 1 MPa=1000 kPa=1.000.000 Pa; και 1 ATA=0.1 MPa.
Η πίεση που ασκείται στην επιφάνεια της Γης-ή σε αντικείμενα που βρίσκονται σε αυτήν-από το παχύ στρώμα της ατμόσφαιρας που περιβάλλει τον πλανήτη είναι γνωστή ως *ατμοσφαιρική πίεση*, που συμβολίζεται με το σύμβολο *B*. Η πίεση που δρα απευθείας στην επιφάνεια ενός δοχείου ή αντικειμένου ονομάζεται *απόλυτη πίεση*. Οι τιμές απόλυτης πίεσης μετρώνται σε σχέση με ένα σημείο εκκίνησης απόλυτου κενού και σημειώνονται με το σύμβολο *P*ABS.
Η πίεση που μετράται με τη χρήση οργάνων όπως μετρητές πίεσης, μετρητές κενού ή μανόμετρα σωλήνων U- ονομάζεται *πίεση μετρητή* (γνωστή και ως *σχετική πίεση*). Η πίεση του μετρητή μετριέται σε σχέση με την ατμοσφαιρική πίεση και συμβολίζεται με το σύμβολο *P*g. Η σχέση μεταξύ αυτών των τριών μεγεθών εκφράζεται ως: *P*ABS=*B* + *P*g.
Θερμοκρασία, Απόλυτη θερμοκρασία, Σχετική θερμοκρασία, Κρίσιμη θερμοκρασία, Κρίσιμη Πίεση
Η θερμοκρασία αντιπροσωπεύει τον στατιστικό μέσο όρο της θερμικής κίνησης των μορίων μιας ουσίας. Η θερμοκρασία του αερίου είναι μια εκδήλωση της θερμικής κίνησης των μορίων αερίου. Η θερμοκρασία του αερίου εκφράζεται συνήθως σε βαθμούς Κελσίου (βαθμός), με το σημείο πήξης του νερού να ορίζεται ως 0 βαθμός. Στη φυσική, η *απόλυτη θερμοκρασία* χρησιμοποιείται συχνά, που συμβολίζεται με το σύμβολο "K." Η απόλυτη θερμοκρασία ορίζει τους –273 βαθμούς ως σημείο μηδέν. Η σχέση μεταξύ Κελσίου και απόλυτης θερμοκρασίας δίνεται από τον τύπο: *T*=*t* + 273. Επιπλέον, οι Βρετανοί επιστήμονες χρησιμοποιούν συχνά την κλίμακα *Φαρενάιτ*, που συμβολίζεται με το σύμβολο βαθμό F. Δεδομένου ότι οποιοδήποτε αέριο μπορεί να υγροποιηθεί υπό συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση που απαιτείται για την υγροποίηση. Ωστόσο, όταν η θερμοκρασία ξεπεράσει ένα συγκεκριμένο όριο, καμία αυξημένη πίεση{11}}όσο μεγάλη και αν είναι-δεν μπορεί να προκαλέσει υγροποίηση. Αυτή η συγκεκριμένη θερμοκρασία είναι γνωστή ως *κρίσιμη θερμοκρασία* και η ελάχιστη πίεση που απαιτείται σε αυτή τη θερμοκρασία ονομάζεται *κρίσιμη πίεση*.
Το *σημείο δρόσου* αναφέρεται στη θερμοκρασία στην οποία η υγρασία που υπάρχει σε ένα αέριο μεταβαίνει από μια κατάσταση ακόρεστου ατμού σε μια κατάσταση κορεσμένου ατμού. Όταν συμβεί αυτή η μετάβαση, αρχίζουν να σχηματίζονται μικρά σταγονίδια δροσιάς. η θερμοκρασία στην οποία εμφανίζονται για πρώτη φορά αυτά τα σταγονίδια ορίζεται ως το σημείο δρόσου. Δεδομένου ότι το σημείο δρόσου εξαρτάται από την πίεση-, γίνεται διάκριση μεταξύ του *σημείου δρόσου της ατμόσφαιρας* (ή του κανονικού-σημείου δρόσου πίεσης) και του *σημείου δρόσου πίεσης*. Το σημείο ατμοσφαιρικής δρόσου υποδηλώνει τη θερμοκρασία στην οποία συμπυκνώνεται η υγρασία υπό τυπική ατμοσφαιρική πίεση, ενώ το σημείο δρόσου πίεσης αναφέρεται στη θερμοκρασία συμπύκνωσης της υγρασίας κάτω από μια συγκεκριμένη, αυξημένη πίεση. Υπάρχει μια σχέση μετατροπής μεταξύ αυτών των δύο τιμών (η οποία μπορεί να προσδιοριστεί μέσω πινάκων μετατροπής). Για παράδειγμα, εάν το σημείο δρόσου πίεσης είναι 5 μοίρες σε πίεση 0,7 MPa, το αντίστοιχο σημείο ατμοσφαιρικής δρόσου (στα 0,101 MPa) θα ήταν -20 μοίρες. Στη βιομηχανία φυσικού αερίου, εκτός εάν αναφέρεται ρητά το αντίθετο, οποιαδήποτε αναφορά στο "σημείο δρόσου" θεωρείται ότι σημαίνει το σημείο ατμοσφαιρικής δρόσου. *Η εξάτμιση* περιγράφει τη διαδικασία με την οποία μια ουσία μεταβαίνει από υγρή σε αέρια κατάσταση. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τόσο εξάτμιση όσο και βρασμό. Η *συμπύκνωση*, αντίθετα, περιγράφει τη διαδικασία με την οποία ένα αέριο μετατρέπεται σε υγρό.
Καθαρότητα
Η καθαρότητα είναι μια κρίσιμη τεχνική παράμετρος για τα αέρια. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το άζωτο: σύμφωνα με τα εθνικά πρότυπα, η καθαρότητα του αζώτου κατηγοριοποιείται σε τρεις κατηγορίες-Βιομηχανικής-βαθμίδας άζωτο, καθαρό άζωτο και άζωτο υψηλής-καθαρότητας. Τα αντίστοιχα επίπεδα καθαρότητάς τους είναι 99,5% (με περιεκτικότητα σε O2 μικρότερη ή ίση με 0,5%), 99,99% (με περιεκτικότητα σε O2 μικρότερη ή ίση με 0,01%) και 99,999% (με περιεκτικότητα σε O2 μικρότερη ή ίση με 0,001%).
Ρυθμός ροής, ογκομετρικός ρυθμός ροής και ρυθμός ροής μάζας
Ο *ρυθμός ροής* αναφέρεται στην ποσότητα αερίου που διέρχεται από οποιαδήποτε δεδομένη διατομή ενός αγωγού ανά μονάδα χρόνου κατά τη διάρκεια της ροής του αερίου. Ο ρυθμός ροής μπορεί να εκφραστεί με δύο τρόπους: ως *ογκομετρικός ρυθμός ροής* ή ως *ταχύς ροής μάζας*. Το πρώτο υποδηλώνει τον όγκο του αερίου που διέρχεται από μια συγκεκριμένη διατομή-του αγωγού, ενώ το δεύτερο τη μάζα του αερίου που διέρχεται από αυτόν. Στη βιομηχανία αερίου, ο ογκομετρικός ρυθμός ροής είναι η τυπική μέτρηση που χρησιμοποιείται συνήθως, μετρούμενη σε μονάδες m³/h (ή L/h). Δεδομένου ότι ο όγκος του αερίου εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την πίεση και την υγρασία, για λόγους συγκρισιμότητας, ο συνήθως αναφερόμενος ογκομετρικός ρυθμός ροής αναφέρεται συνήθως σε "τυπικές συνθήκες" (ορίζεται ως θερμοκρασία 20 βαθμών, πίεση 0,101 MPa και σχετική υγρασία 65%). Υπό αυτές τις συνθήκες, ο ρυθμός ροής εκφράζεται σε μονάδες Nm³/h, όπου το "N" σημαίνει "τυπικές συνθήκες".
Ο αέρας έχει συμπιεστότητα. όταν εκτελείται μηχανική εργασία στον αέρα από έναν αεροσυμπιεστή-μειώνοντας έτσι τον όγκο του και αυξάνοντας την πίεσή του-η ουσία που προκύπτει είναι γνωστή ως συμπιεσμένος αέρας. Ο πεπιεσμένος αέρας περιέχει πολλές ακαθαρσίες: 1. Νερό (συμπεριλαμβανομένης της ομίχλης νερού, υδρατμών και συμπυκνωμάτων). 2. Λάδι (συμπεριλαμβανομένων των σταγονιδίων λαδιού και των ατμών λαδιού). και 3. Διάφορες στερεές ουσίες (όπως σωματίδια σκουριάς, μεταλλική σκόνη, σκόνη καουτσούκ, κόκκοι πίσσας και λεπτά σωματίδια από μέσα φίλτρου ή υλικά στεγανοποίησης). Επιπλέον, μπορεί να περιέχει διάφορες επιβλαβείς χημικές ουσίες που παράγουν οσμές. Οι υδρατμοί μπορούν να αφαιρεθούν από τον πεπιεσμένο αέρα μέσω μεθόδων όπως η συμπίεση, η ψύξη ή η προσρόφηση. Το υγρό νερό μπορεί να αφαιρεθεί με μεθόδους όπως θέρμανση, διήθηση ή μηχανικό διαχωρισμό.
Προσρόφηση και διαπερατότητα μεμβράνης
Η προσρόφηση είναι η επιλεκτική συγκέντρωση ενός ή περισσότερων συστατικών μέσα σε ένα μείγμα αερίων στην επιφάνεια ενός πορώδους στερεού. Το συστατικό που προσροφάται αναφέρεται ως *προσροφητικό*, ενώ το πορώδες στερεό ονομάζεται *προσροφητικό*. Η δύναμη δέσμευσης μεταξύ του προσροφητικού και του προσροφητικού υλικού είναι τυπικά ένας χημικός δεσμός. η επακόλουθη απελευθέρωση (εκρόφηση) του προσροφημένου υλικού επιτυγχάνεται με αύξηση της θερμοκρασίας ή με μείωση της μερικής πίεσης του συγκεκριμένου συστατικού μέσα στο μείγμα αερίων. Σε ένα διακριτό σενάριο-γνωστό ως *χημειορρόφηση*-το προσροφητικό υλικό υφίσταται μια χημική αντίδραση με το στερεό προσροφητικό. γενικά, τα χημικά απορροφημένα υλικά δεν μπορούν να αναγεννηθούν.
Η διαπέραση μεμβράνης, στο πλαίσιο του καθαρισμού αερίου, αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία μια πολυμερής μεμβράνη διαχωρίζει τα αέρια με βάση την επιλεκτική διείσδυση ενός ή περισσότερων συστατικών αερίου από τη μια πλευρά της μεμβράνης στην άλλη. Το εν λόγω ειδικό συστατικό διαλύεται στην επιφάνεια της μεμβράνης πολυμερούς και στη συνέχεια μεταναστεύει μέσω της μεμβράνης, οδηγούμενο από μια βαθμίδα συγκέντρωσης. Αυτή η κλίση συγκέντρωσης διατηρείται διασφαλίζοντας ότι η μερική πίεση του συγκεκριμένου συστατικού στη μία πλευρά της μεμβράνης παραμένει υψηλότερη από τη μερική πίεση στην αντίθετη πλευρά.
