760×10×13.6×10×9.8 = 101290（kgms?m）→（Nm）→Pa
= 1013 hPa
1kg?m/s相当于力的单位1N。对1㎡上施加1N的力则相当于压力的基本单位1Pa。 用水来代替水银的话，水的密度为水银的13.6分之1，则水柱为
760×13.6 = 10336 （mm） 1013/10336 = 0.098hPa/mm
以前都是把mm水柱当作压力的单位来使用的，但现在都改用绝对单位中的Pa、hPa、ｋPa、MPa等。而医学中的血压到现在还是使用水银柱。
1mmH2O = 0.098hPa 1hPa = 10.2mmH2O 1mmHg = 0.133kPa = 1.33hPa 1kPa = 7.5mmHg
在换气装置等的设计中使用将大气压作为基准（0hPa）的相对压会比较方便。也就是说，在局排中风罩吸引口附近的压力为0，容易流向下方的“负”的值会变大，在风机的出口处会转变为“正”，在排气口再度变为0。
压力分为静压、速度压、全压、分压，要充分理解其含义。
静 压：静压为受力面的压力，例如人的上下、前后、左右所有方向都受到同一个大气
压力，所以平常是感觉不到有压力的。天气预报的气压指的就是静压。在局排中把大气压设定为0hPa所以到了比大气压地的地方静压就变为负值了。
速度压：速度压是指面向风的时候受到的风压，也称为动压。风能吹起东西就是因为速
度压。由于速度压是面向风所受到的压力是有方向性的，所以通常为正值。
全压：全压是指静压与速度压之和。在局排设计当中这个数值既可以为正也可以为负。
静压PS、速度压（动压）PV、全压PTと三者之间的关系如3-1式所示。
PT = PS + PV ．．．3-1
分 压：分压是指一定容积的混合气体中所含各成分的全压（静压）。各成分的全压（静
压）之和就是此混合气体的压力，即全压（静压）。
在测定局排各处的压力时比起直读式压力计用水来测量的U型压力表使用起来更方便也更普遍。其测定值按水柱的高度mm来表示，换算成ISO单位hPa。
3.2 气体的法则
所有的气体在容积、压力和温度上都会按一定的法则变化。即：
PV = WRT 或 P/ρ= RT ．．．3-2
5
2
ｋ3-2-2-2
公式中的各个符号分别代表：
P：气体的绝对压力 N/㎡ = Pa （kgm/s/㎡）或（kgm/s/m） V：气体的容积 ? ρ：气体的密度 kg/?
W：气体的总重 kg（分子量×摩尔数） R：气体常数 Nm/kg/K T：绝对温度 K
在处理燃烧排气等高温气体和高压气体时3-2式为重量式，而像局排那样处理温度、压力变化并不大的气流时可以省略。
其实严格意义上来说3-2式中的气体是理想气体实际并不存在。而在我们一般遇到的压力、温度范围内空气是可以被当作理想气体来处理的。用3-2式来计算空气和水蒸汽的R的话如下表所示。
项 目 分子量 MW（-） 气体常数 R（Nm/kg/K） 表3-1
3.3 空气中所含的水蒸汽
到前项为止空气都是被当作不含水蒸汽的干燥气体来论述的，但其实像这种状态的空气是不存在的，都是含有大量水蒸汽的湿润空气。虽然一般在压力和容积的计算中可以把它无视掉，但在设计换气系统时因为水蒸汽带有热能所以不能无视。大气压在前项中记录为1013hPa，这是大气的全压，也是构成空气的各气体成分的分压之和。如果是混合气体的话各成分用下列公式来表示。
成分气体的容积分率＝成分气体的分压分率＝成分气体的摩尔分率 ．．．3-3
所以，干燥空气的分压、水蒸汽分压和微量成分之和就是大气压1013hPa。微量成分是指二氧化碳、氩等气体，因为含量很少所以这里可以无视。
干燥气体中所能含有的水蒸汽的量的上限是由压力（全压）和湿度决定的，这种状态被称为饱和湿度，一般的空气状态下饱和湿度为30～80％左右，换算成容积比的话只有1～2％。湿度按所取标准的不同有几种表现方式，名称也各不相同。
绝对湿度：干燥气体（DA）1kg中所含的水蒸汽的重量（kg）。同样的把重量kg替
换成mol数之后的摩尔湿度就是代表每1mol干燥空气中所含的水蒸汽
6
2
2
空气 28.941 287.3 水蒸汽 18 461.4 mol数。
饱和绝对湿度：有温度和气压决定的空气中所能含有的水蒸汽质量的上限。
相对湿度：饱和绝对湿度的饱和水蒸汽压和现有水蒸汽压之比，也叫有关湿度。一
般写作湿度“多少%”的指的就是相对湿度。
比较湿度：饱和绝对湿度和现有绝对湿度之比。
关于湿度我们用公式来理论性地探讨一下。ar代表空气，w代表水蒸汽，参照表3-1的R用3-2式的话，
Par?Var = 287.3?War?Tar Pw?Vw = 461.4?Ww?Tw
这里假设1kg的干燥空气中混入了水蒸汽，则War=1(kg)、Tar=Tw(K)、Var=Vw(?)，由上面的2式可得，
Par/Pw =（287.3/461.4）/Ww
Par + Pw = 1013.3 （单位：hPa）
∴Ww = 0.622?（1013.3 – Par）/Par （kg/kgDA） ．．．3-4 = 0.622?Pw/（1013.3 - Pw）
Pw =（1013.3?Ww）/（0.622+Ww） （hPa） ．．．3-5
由此可得，只要干燥空气的温度和压力定下来的话那么其中所含的水蒸汽量的上限也可以定下来。3-4式是1kg干燥空气（DA）中所含水蒸汽的重量（kg），也就是饱和绝对湿度。3-5式是指这种状态下的水蒸汽分压（hPa）。
把3-4式换算成mol标准，将压力的单位换成Pa，这样进行化学计算更方便。
WM = Pw/（1.0133×105 - Pw） （kmol/ kmolDA） ．．．3-4’ = （1/0.622）×Ww
Pｗ = 1.0133×105?WM /（1+ WM） （Pa） ．．．3-5’
3.4 湿润空气的热容量
对空气有时加热有时冷却，除湿的时候对热能的计算需要求出干燥空气和水蒸汽的热容量。尤其是水蒸汽的热容量要比干燥空气的大很多，即使只有一点点水蒸汽也会对整体的热容量有很大影响。计算湿润空气的热容量（CH），假设1kg干燥空气中所含的水蒸汽的重量为Ww（kg/kgDA），则
CH = 1.008+1.848?Ww （kJ/kg/K） ．．．3-6
7
湿润空气保有的热量被称为全热量或者叫焓，温度t（℃）的湿润空气的焓和干燥空气1kg的关系是
h = 1.008?t +（2502+1.848?t）?Ww （kJ/kgDA） ．．．3-7 这个公式中的2502kJ/kg是指0℃时水的蒸发潜热。（DA意为Dry Air）
饱和水蒸汽分压、温度、焓等数据被机械学会公开发表为饱和水蒸汽表，用这个表来进行计算是很方便的。如果要用公式来求出饱和水蒸汽压的话有Antone的公式可以用。 Pw = 10（7.07406-ｋ） （kPa） ．．．3-8 k =
1657.46 t：气体温度（℃）
227.02?t用ntone的3-8式和3-4式等就可以求出饱和湿度了。
3.5 露点、结露、凝结、蒸发
大家应该都经历过热空气冷却后游离出水滴在玻璃等表面变成露珠这种事吧。这个现象就叫做结露。某温度?压力下的空气所能含有的水蒸汽的量在前面3.3项中已经定下来了，在此以上的水分成不了水蒸汽而会变成水滴（液体）从空气中分离出来。比如温度t1下假设水蒸汽压为P1，饱和水蒸汽压为Ps，则相对湿度为P1/Ps。冷却此空气，饱和水蒸汽压还是P1温度低于t2时就会发生结露。这时候的温度t2就是露点，把露叫做结露水、凝结水。
另外，大家都知道用压缩机来压缩常温空气的话也会有积水。这是因为压缩湿润空气（全压升高）的话水蒸汽的分压也增加了。
也就是说，一旦湿润空气的温度降低，或者压力（全压）升高，水蒸汽的分压到不了水的饱和水蒸汽压以上就会发生凝结。相反，如果温度升高或者压力降低就会发生蒸发（或者干燥）。
3.6 层流和乱流
流体（空气）流动时的特性大致可以分为层流和乱流两种。层流是指流体的各部分互为平行的层状流动，流体块的各部分朝着流动方向井然有序地流动。与此相反，流体块朝着流动方向前后左右位置不规则地发生变化混乱流动的状态就称之为乱流。素有“给乱流加设整流板变成层流”之说，这就和“把乱流变成一样流”的意思一样，作为流体力学用语来说与有没有整流板无关都把这个流动叫乱流，而所谓的乱流表现为速度分布激烈，为了减缓这种速度分布所以要增设整流板。
3.7 动水半径
8
