空气占有一定的空间,但没有固定的形状和体积。当对封闭容器中的空气施加压力时,空气的体积被压缩,内部压力增加。当外力撤回时,空气会在内压的作用下回到原来的体积。如果容器内有可移动的物体,当空气回到原来的体积时,物体会被容器内空气的压力推出并喷出。这个原理在生产生活中应用广泛。比如球内注入压缩空气,球越硬;当压缩空气被泵入轮胎时,轮胎可以承受一定的重量。在大型汽车上,用压缩空气开关车门和制动器;液压机用压缩空气给水加压。工厂里用压缩空气启动空气锤进行熨烫;在煤矿,它可以用风镐钻孔。压缩空气也用于液体和粒状物体的管道运输。压缩空气是仅次于电力的第二大动力源,也是多用途的工艺气源。其应用范围涵盖石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生物化学、国防、科研等行业和部门。不可取的是,压缩空气中含有相当数量的杂质,主要包括:固体颗粒——在典型的大城市环境中,每立方米大气中约有1.4亿个颗粒,其中约80%的颗粒尺寸小于2μm,这是空气压缩机的吸入过滤器无法消除的。此外,空压机系统会产生磨损碎屑、锈渣和油碳化物,加速燃气设备的磨损,导致密封失效;湿度——大气中的相对湿度通常高达65%或更高。经压缩冷凝后变成湿饱和空气,含有大量液态水滴,是设备、管道、阀门腐蚀的根本原因。冬天结冰也会堵塞气动系统的漏洞。值得注意的是,即使从纯饱和空气中分离出来,随着温度的降低,仍然会有冷凝水。每降低10℃,饱和含水量就会降低50%,即一半的水蒸气转化为液态水滴(见表1)。因此,需要在压缩空气系统中采用多级分离过滤装置或将压缩空气预处理成具有一定相对湿度的干气;油——润滑油可以润滑、密封和冷却高速高温运行的空气压缩机,但会污染压缩空气。用自润滑材料研制的无油、半无油和全无油机械,降低了压缩空气中的含油量,但也有一些副作用,如磨损件寿命降低,内部机械和管道系统腐蚀,空压机在磨合阶段、磨损阶段和减载阶段含油量增加。这无疑是对追求高度可靠的自动化生产线的威胁。另外需要强调的是,从空压机带入系统的油在任何情况下都是无用的。因为经过多次高温氧化和冷凝乳化,油的性能已经大大降低,呈酸性,不仅会润滑后续设备,还会破坏正常润滑;微生物——在制药、生物工程、食品制造和包装过程中,细菌和噬菌体的污染不容忽视。