一 压缩空气中尘埃、油、水、细菌的由来

我们知道大气的主要成份是氦气，约占78%，其次是氧气，约占21%，二氧化碳占0.25%，其余为其他气体和杂质等。

其它气体包含人们常说的氦、氖、氩、氙、氪等微量气体以及水蒸气。其它杂质指飘浮于空气中的灰尘、细菌、气溶剂等。

在通常情况下，空气是无色透明的，我们用肉眼在不经意中很难看到空气中的杂质。如果一缕阳光照射到屋内，此时你可以看到原本透明的空气，在阳光的照射下，尘埃经光线折射、反射等作用，明显地飘浮于空气中，大大小小、密密麻麻。经科学统计，在室内环境下，每立方米的空气中，大于0.5μ以上的尘埃粒子数大约为4000万～5000万个。而依附于尘埃粒子中的细菌更是不计其数。

在空压机的作用下，如果不考虑与外界的热交换，依据相关公式的计算，原本常压状态下的4.8米³的空气，经压缩至0.8Mpa（表压）时，其体积最终被压缩成1米³。仅此过程即可得知，经压缩后的0 .8Mpa压力的气体，每立方米将会有19200万～24000万个大于0.5μ以上的尘埃粒子。

除此之外，大气在被压缩的过程中，又带入了空压机的润滑油和机械性磨屑。根据空气热力学原理，经压缩后的空气将会有大量的过饱和的水蒸气重新还原成水滴被排出。

二 压缩空气的除水原理

压缩空气中的水分来自大气。大气中一般总含有一定量的以汽态存在的水分，当空气中的水汽过多，超过其饱和度（即相对湿度大于100％时，或当空气冷却至露点温度以下时，空气中的水汽才会凝结成水滴析出。空气中的水分的绝对含量可用湿含量x表示，其单位是公斤水气／公斤干空气，即每公斤干空气中所含有的公斤水汽数。空气的相对湿度φ是以空气中所含的水汽量与同温度下空气的最大（即饱和）含水汽量之比，或空气中水汽的分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比，以％表示。空气的露点是使含有一定量水汽的空气冷却至相对湿度为100％，即开始有水滴析出时的温度。

下列诸式可以用来表示空气中水分的含量：

式中 φ——空气的相对湿度，%；

X——空气的湿含量公斤水汽/公斤干空气；

Ｐ_Ｗ——空气中的水汽分压，Pa；

Ｐ_Ｓ——与空气中同温度的水的饱和蒸汽压，Pa；

Ｐ——空气的总压强，Pa。

从式（1）看，若空气中绝对含量，即湿含量x不变，也即空气中水汽分压Ｐ_Ｗ不变，温度愈高，Ｐ_Ｓ值愈大，φ值就愈小。反之温度愈低，Ｐ_Ｓ愈小，φ值就愈大；而当φ值为1（100%）时，此时的温度即为该空气的露点。

从式（3）可以看出，若空气的湿含量x及温度t（也即Ｐ_Ｓ值）不变，空气的压强P愈大，则相对温度φ也愈大。也可以根据式（3）在空气湿含量不变，即x₂=x₁的条件下，导出下列公式：

式中 ρ₁，ρ₂——分别为原始空气和压缩空气的相对湿度，%；

Ｐ_Ｓ1，Ｐ_Ｓ2——分别为原始空气和压缩空气温度下的饱和蒸汽压，Pa；

Ｐ₁，Ｐ₂ ——分别为原始空气和压缩空气的压强，Pa。

从式（5）看，压缩后空气的相对湿度φ₂除了与原始空气中的相对湿度φ₁，温度t₁（决定Ｐ_Ｓ1的值）及压强Ｐ₂有关外，也和压缩后的温度t₂（决定Ｐ_Ｓ2的值）有关。若将压缩后的空气冷却至原始气温，即t₂= t₁，Ｐ_Ｓ2= Ｐ_Ｓ1 时，压缩空气的相对湿度ρ₂仅随压缩后的压强Ｐ₂有关，如压缩比（Ｐ₂ /Ｐ₁）增大多少倍，相对湿度比（φ₂/φ₁）也增大多少倍。空气在压缩后的湿含量即绝对含量不变，在其未经冷却时，由于温度很高，所以相对湿度很小，但当其冷却时，相对湿度就急剧增大。大约每降低10℃，其饱和含水量将下降50%，即有二分之一的水蒸气转化为液态水滴（见表1）。

表1 纯水蒸气的饱和蒸气压及湿含量