液壓與氣壓傳動(dòng)第九章氣動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、液壓與氣壓傳動(dòng)第九章氣動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)液壓與氣壓傳動(dòng)第九章氣動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣壓傳動(dòng)（氣動(dòng)技術(shù)）：以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動(dòng)力和控制信號(hào)的系統(tǒng)。 除了具有與液壓傳動(dòng)一樣，操作控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)程控制、過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有工作介質(zhì)處理方便，無介質(zhì)費(fèi)用、泄漏污染環(huán)境、介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充等優(yōu)勢(shì)。氣壓傳動(dòng)（氣動(dòng)技術(shù)）：以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動(dòng)力和控 但空氣的壓縮性極大的限制了氣壓傳動(dòng)傳遞的功率，一般工作壓力較低（0.31MPa），總輸出力不宜大于1040kN，且工作速度穩(wěn)定性較差。 應(yīng)用非常廣泛，尤其是輕工、食品工業(yè)、化工。第一節(jié) 空氣的物理性質(zhì)第二節(jié) 氣體狀態(tài)方程 但空氣的壓縮性極大的限制了

2、氣壓傳動(dòng)傳遞的功率第一節(jié) 空氣的物理性質(zhì)一、空氣的組成 主要成分有氮?dú)?、氧氣和其他氣體，一般含有一定量的水蒸氣。 含水蒸氣的空氣稱為濕空氣，不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。第一節(jié) 空氣的物理性質(zhì)一、空氣的組成第一節(jié) 空氣的物理性質(zhì)二、氣體的基本狀態(tài)參數(shù)氣體參數(shù)：溫度T、體積V、壓力p、熱力學(xué)能、焓、熵；氣體基本狀態(tài)參數(shù)：溫度T、體積V、壓力p空氣的兩種狀態(tài)：基準(zhǔn)狀態(tài)：溫度為0C，壓力為1.013105Pa的干空氣狀態(tài)。1.293kg/m3。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：溫度為20C，相對(duì)濕度為65，壓力為0.1MPa的干空氣狀態(tài)。1.185kg/m3。第一節(jié) 空氣的物理性質(zhì)二、氣體的基本狀態(tài)參數(shù)三、空氣的密度 單位體

3、積內(nèi)空氣的質(zhì)量，用表示：對(duì)干空氣有：式中：m、V 分別為氣體的質(zhì)量和體積； 某溫度t 與壓力p狀態(tài)下干空氣的密度； 0 基準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體密度， 0 =1.293 kg/m3 p 絕對(duì)壓力 MPa 273+ t 絕對(duì)溫度 K三、空氣的密度 單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量，用表示：對(duì)干空四、粘性：空氣的粘性：是空氣質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。主要受溫度變化的影響，且隨溫度的升高而增大；壓力變化的影響可忽略不計(jì)。 四、粘性：空氣的粘性：是空氣質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。五、濕空氣所含水份的程度用濕度和含濕量來表示。濕度的表示方法有絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度之分。（1）絕對(duì)濕度 每立方米濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為

4、濕空氣的絕對(duì)濕度，常用表示五、濕空氣所含水份的程度用濕度和含濕量來表示。（1）絕對(duì)濕度（2）飽和絕對(duì)濕度：每立方米飽和濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為飽和濕空氣的絕對(duì)濕度此時(shí)濕空氣中水蒸汽含量達(dá)到了最大限度。Rs=462.05 Nm /（kgK）水蒸氣的氣體常數(shù)pb：飽和氣體中水蒸氣的分壓力；（2）飽和絕對(duì)濕度：每立方米飽和濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為(3)相對(duì)濕度： 在同溫度和同壓力下，絕對(duì)濕度和飽和絕對(duì)濕度之比稱為該溫度下的相對(duì)濕度當(dāng)空氣絕對(duì)干燥時(shí)，ps =0 ,則 =0，當(dāng)空氣達(dá)到飽和時(shí)， ps = pb ,則 =100%，濕空氣的相對(duì)濕度在 0100% 間變化。通常在 =（6070）% 范

5、圍內(nèi)，人體感到舒適。氣動(dòng)技術(shù)中規(guī)定各種閥的相對(duì)濕度不得大于 90%(3)相對(duì)濕度： 在同溫度和同壓力下，絕對(duì)濕度（4）含濕量質(zhì)量含濕量：每公斤質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸汽的質(zhì)量，用d 表示：空氣中水蒸汽的含量是隨溫度而變的。當(dāng)氣溫下降時(shí)，水蒸汽的含量下降；氣溫升高時(shí)含量增加。若要減少進(jìn)入氣動(dòng)設(shè)備中空氣的水份，必須降低空氣的溫度。 （4）含濕量質(zhì)量含濕量：每公斤質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸汽的六、氣體體積的易變特性： 空氣的體積隨壓力變化而變化的性質(zhì)稱為壓縮性，空氣的壓縮性約為液壓油的1萬倍； 空氣的體積隨溫度變化而變化的性質(zhì)稱為膨脹性，空氣的膨脹性約為水的73倍。 當(dāng)v 50m/s 時(shí)，不必考慮

6、壓縮性。 當(dāng)v 50m/s 時(shí)，應(yīng)考慮壓縮性。六、氣體體積的易變特性： 空氣的體積隨壓力變例：壓力為6個(gè)基準(zhǔn)大氣壓（表壓），溫度為40 ，求其密度。解：由干空氣密度計(jì)算式得：例：壓力為6個(gè)基準(zhǔn)大氣壓（表壓），溫度為40 ，求其密度。第二節(jié) 氣體狀態(tài)變化 理想氣體不計(jì)粘性的氣體氣體的狀態(tài)常用一些物理量來描述，這種用于描述氣體狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)參數(shù)：體積V（比體積）、壓力p、溫度T比體積V/m第二節(jié) 氣體狀態(tài)變化 理想氣體不計(jì)粘性的氣體一、理想氣體的狀態(tài)方程：或：理想氣體處于某一平衡狀態(tài)時(shí)，壓力、比體積與溫度三者之間的關(guān)系稱為狀態(tài)方程。一、理想氣體的狀態(tài)方程：或：理想氣體處于某一平衡狀態(tài)時(shí)，壓力

7、式中： p絕對(duì)壓力 Pa V氣體體積 m3 T絕對(duì)溫度 K 比體積 m3/kg R氣體常數(shù) Nm /（kgK） 干空氣：Rg=287.1 Nm /（kgK） 濕空氣：Rs=462.05 Nm /（kgK） 式中：二、理想氣體的狀態(tài)變化過程1、等容過程：條件：體積不變，此時(shí)有: p/T=const， p1 /T1 = p2 /T2 在體積不變的條件下，氣體狀態(tài)變化時(shí)，其壓力與絕對(duì)溫度成正比。 氣體對(duì)外不作功。但絕對(duì)溫度隨壓力增加而增加，提高了氣體的內(nèi)能。 二、理想氣體的狀態(tài)變化過程1、等容過程：條件：體積不變，此時(shí)2、 等壓過程：V1 /T1 =V2 /T2 在壓力不變的條件下，氣體狀態(tài)變化時(shí)，

8、其體積與絕對(duì)溫度成正比。此式表明：氣體吸收或釋放熱量而發(fā)生狀態(tài)變化。 溫度上升體積膨脹，溫度下降體積縮小。條件：壓力不變，壓力 p=const ，此時(shí)有:2、 等壓過程：V1 /T1 =V2 /T2 3、等溫過程：條件：溫度不變，溫度T=const ，此時(shí)有: 說明：在溫度不變的條件下，氣體狀態(tài)變化時(shí)， 其壓力 p 與體積V成反比。 此變化過程溫度不變，系統(tǒng)內(nèi)能無變化，氣體與外界的熱量交換全部用來作功。 在氣動(dòng)系統(tǒng)中氣缸工作、管道輸送空氣等均可視為等溫過程。3、等溫過程：條件：溫度不變，溫度T=const ，此時(shí)有:4、 絕熱過程 當(dāng)系統(tǒng)與外界無熱量交換時(shí)，氣體的狀態(tài)變化過程稱為絕熱變化過程，

9、其狀態(tài)方程為：干空氣：絕熱指數(shù) k=1.4 ； 飽和蒸氣 k=1.3 在此過程中，輸入系統(tǒng)的熱量等于零，完全沒有熱交換。氣動(dòng)系統(tǒng)中快速充、排氣過程可視為絕熱過程。4、 絕熱過程 當(dāng)系統(tǒng)與外界無熱量交換時(shí)，氣體5、多變過程 實(shí)際過程有可能是上述幾個(gè)過程的組合。 不加任何限制條件的氣體的狀態(tài)變化過程稱為多變過程，其狀態(tài)方程為：n 多變指數(shù)；5、多變過程 實(shí)際過程有可能是上述幾個(gè)過程的組合。 n=1：等溫過程n=0：等壓過程n= ：等容過程n=k：絕熱過程嚴(yán)格地講，氣體變化過程大多是多變過程，前面介紹的四種變化過程是多變過程的特例，即：n=1：等溫過程n=0：等壓過程n= ：等容過程n=k：絕填空題：1、不含水蒸氣的空氣為（ ），含水蒸氣的空氣稱為（ ），所含水分的程度用（ ）和（ ）來表示。2、理想氣體是指（ ）。一定質(zhì)量的理想