GB-T28783-2012氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)參考大氣

氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)參考大氣I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)使用翻譯法等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8778:2003《氣壓傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)參考大氣》(英文版)。與本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下：——GB/T17446—2013流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件詞匯(ISO5598:2008,IDT)。本標(biāo)準(zhǔn)做了下列編輯性修改：—?jiǎng)h除了“表1”中的“注：與ISO8778:1990給出的標(biāo)準(zhǔn)參考大氣的定義相同?！?本標(biāo)準(zhǔn)由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國液壓氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC3)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：無錫氣動(dòng)技術(shù)研究所有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：寧波星箭航天機(jī)械廠、威海博勝氣動(dòng)液壓有限公司、清華大學(xué)。Ⅱ在氣動(dòng)系統(tǒng)中，動(dòng)力是通過回路中的壓縮氣體來傳遞和控制的。當(dāng)使用壓縮氣體的氣動(dòng)元件、設(shè)備或系統(tǒng)表示其特性時(shí)，需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考大氣，以便在不同氣壓條件下得到的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行比較。1氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)參考大氣本標(biāo)準(zhǔn)確定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣參考值，用于在氣動(dòng)技術(shù)中表示元件和系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ISO5598流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件詞匯(Fluidpowersystemsandcomponents—Vocabulary)3術(shù)語和定義ISO5598界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。由溫度、相對濕度、氣壓中的一個(gè)或者幾個(gè)定義的環(huán)境條件。參考大氣referenceatmosphere通過適當(dāng)?shù)膿Q算因子可以把在其他大氣下確定的條件與其關(guān)聯(lián)起來的大氣。注1:術(shù)語“其他大氣”可以指加壓或者真空條件。注2:參見附錄A中關(guān)于另一種參考大氣的討論。標(biāo)準(zhǔn)參考大氣standardreferencdatmosphere氣壓接近于海平面大氣壓，溫度為典型的室溫，相對濕度被任意確定的大氣。4標(biāo)準(zhǔn)參考大氣4.1標(biāo)準(zhǔn)參考大氣的定義見表1。表1標(biāo)準(zhǔn)參考大氣的定義氣壓溫度相對濕度100kPa(1bar)4.2當(dāng)以自由氣體狀態(tài)來表示氣體的量值時(shí)，用縮略語ANR(標(biāo)準(zhǔn)參考大氣)加括號表示，它應(yīng)置于單q=xm3/s(ANR)5標(biāo)注說明當(dāng)選擇遵守本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，建議在檢驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品樣本和銷售文件中采用以下說明：“標(biāo)準(zhǔn)參考大氣符合GB/T28783—2012/ISO8778:2003。”2GB/T28783—2012/ISO8778:2003(資料性附錄)其他參考大氣和濕度、密度的測定A.1簡介本附錄給出另外可選擇的兩種參考大氣。此外，給出了計(jì)算濕度和密度的方程。A.2可選擇的兩種參考大氣的描述和應(yīng)用A.2.1轉(zhuǎn)換參考大氣轉(zhuǎn)換參考大氣：氣壓是海平面的大氣壓，其氣溫是典型的室溫，計(jì)算相對濕度使其等于進(jìn)行轉(zhuǎn)換所處條件下的濕度(見表A.1)。轉(zhuǎn)換參考大氣用于氣壓換算和密度計(jì)算被認(rèn)為是最精確的。A.2.2工程參考大氣工程參考大氣：為了換算方便將氣壓數(shù)值取為整數(shù)，其氣溫是典型的室溫，相對濕度假設(shè)為0%。工程參考大氣的最典型的應(yīng)用是在濕度被忽略的情況下。A.3兩種參考大氣的規(guī)范轉(zhuǎn)換參考大氣和工程參考大氣定義如表A.1所示。表A.1轉(zhuǎn)換參考大氣和工程參考大氣的定義參考大氣類型氣壓溫度相對濕度轉(zhuǎn)換參考大氣760mmHg絕對等于轉(zhuǎn)換開始時(shí)所處條件的濕度工程參考大氣數(shù)值100.96是采用20℃水銀的密度，從760mmHg換算過來的。A.4在大氣條件下等價(jià)相對濕度和密度的確定A.4.1符號和常量在大氣條件下，下列符號和常量用來確定等價(jià)相對濕度和密度。注：所有的氣壓為絕對值。p?——大氣氣壓；p?——壓縮狀態(tài)下的氣壓；p?！髿鉁囟认碌乃魵獾娘柡蛪簭?qiáng)；3GB/T28783—2012/ISO8778:2003ps——壓縮狀態(tài)的溫度下的水蒸氣的飽和壓強(qiáng)R?——287m2/(s2K)(干燥氣體的氣體常數(shù));R—461.45m2/(s2K)(水蒸氣的氣體常數(shù));T?！髿饨^對溫度；o——在大氣條件下，假設(shè)含有壓縮狀態(tài)下所有水蒸氣的空氣的相對濕度；pn——壓縮狀態(tài)下空氣的相對濕度。A.4.2等價(jià)相對濕度假設(shè)水蒸氣沒有冷凝，壓縮狀態(tài)下氣體的相對濕度同大氣條件下的相對濕度的關(guān)系可以按式(1)表示： (A.1)如果計(jì)算結(jié)果大于100%,有水蒸氣冷凝，其計(jì)算結(jié)果規(guī)定為100%。A.4.3大氣條件下的密度氣體從壓縮狀態(tài)(線性條件)膨脹到大氣條件狀態(tài)，包括在線性條件下的相對濕度轉(zhuǎn)化到大氣條件下(假設(shè)沒有水蒸氣冷凝),密度按式(A.2)表示：A.5誤差分析在工程參考大氣中，由于壓強(qiáng)數(shù)值的取整導(dǎo)致了大約1%的誤差。然而，在壓強(qiáng)項(xiàng)可能是非線性的實(shí)際應(yīng)用中，例如在流動(dòng)和熱力學(xué)的問題中，需要評估誤差。附錄B描述了由于考慮相對濕度引起的誤差。4(資料性附錄)相對濕度、密度的方程推導(dǎo)和誤差分析B.1問題描述在容器或者管道中的壓縮氣體換算成大氣條件下的氣體時(shí)，水蒸氣含量一般是被忽略的。然而，狀態(tài)改變將會影響大氣條件下的密度，雖然密度的變化不影響一個(gè)等效狀態(tài)的計(jì)算(壓強(qiáng)和溫度),若變化影響系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，水蒸氣含量在這些計(jì)算中就非常重要，例如一個(gè)干燥過程。下面的分析給出了壓縮條件下的空氣和水蒸氣的混合氣體，在大氣條件下的相對濕度和密度以及求解方程的推導(dǎo)。B.2符號和常量下列符號和常量將在方程中用到：注：所有的氣壓和溫度為絕對值。M?！?8.967g/mole(干燥空氣的摩爾質(zhì)量);M——18.016g/mole(水蒸氣的摩爾質(zhì)量);m——混合氣體的質(zhì)量；m?！稍锟諝獾馁|(zhì)量；m——水蒸氣的質(zhì)量；p?！髿鈼l件下混合氣體的壓強(qiáng)(空氣和水蒸氣的混合氣體);p?——壓縮狀態(tài)的空氣和水蒸氣混合氣體的壓強(qiáng)；p——大氣條件下的干燥空氣分壓；pa——壓縮條件下的干燥空氣的分壓；pwi——壓縮條件下的水蒸氣的分壓；po——大氣條件下的水蒸氣的分壓，假設(shè)含有壓縮狀態(tài)下的混合氣體中所有水蒸氣；p?！髿鉁囟认碌乃魵怙柡蛪簭?qiáng)；ps——壓縮狀態(tài)溫度下水蒸氣的飽和壓強(qiáng)；R。287m2/(s2K)(干燥空氣的氣體常數(shù));R——461.45m2/(s2K)(水蒸氣的氣體常數(shù));T?！髿鉁囟?；T?——壓縮狀態(tài)的溫度；V——混合氣體的體積；o——大氣條件下的相對濕度，假設(shè)包含壓縮狀態(tài)下混合氣體中所有水蒸氣；?——壓縮狀態(tài)的氣體的相對濕度；6——在大氣壓強(qiáng)下任意指定的空氣相對濕度；o。——在大氣壓強(qiáng)下混合氣體的密度，相對濕度等于壓縮狀態(tài)下的相對濕度pb——在任意相對濕度下大氣條件下密度。5GB/T28783—2012/ISO8778:2003B.3相對濕度通常，水蒸氣和空氣的混合氣體的氣壓是兩種混合物的氣壓總和：使用上面給出的符號和常量，在壓縮狀態(tài)和大氣壓條件下，方程可以寫成式(B.1):pa=p?-pwi和p=p—pwwo……………(B.1)根據(jù)相對濕度的定義(在壓縮狀態(tài)和大氣壓條件下):水蒸氣的分壓可以用式(B.2)表示：pw?=?P和Po=op………(B.2)假設(shè)沒有水蒸氣冷凝，那么在壓縮狀態(tài)和大氣條件下的濕度相同，方程為：把式(B.1)和式(B.2)代入上式，求得φ。o=p?(p?/p?)(p??/po)……………(B.3)如果沒有冷凝的假設(shè)不成立，那么上面的結(jié)果將會大于100%,這表示計(jì)算無效，在這種情況，相對濕度確定為100%。B.4密度大氣條件下，混合氣體的密度由兩部分組成，狀態(tài)方程分別為：pwV=m?R?T?和pwoV=mwRT。混合氣體的總質(zhì)量等于每個(gè)分量之和：把式(B.1)和式(B.2)代入上式可以得到：最后，把壓縮狀態(tài)的相對濕度表達(dá)式(B.3)代入上式得到：…………(B.4)…………(B.5)B.5誤差分析方程(B.5)給出混合氣體在大氣條件下的密度，如果在大氣條件下用任意的相對濕度值，評估誤差的定義為：根據(jù)方程(B.4)大氣條件下任意相對濕度下混合氣體的密度是：把上式代入方程(B.5),可以得到誤差公式：6假設(shè)大氣壓強(qiáng)為760mmHg,對任意相對濕度為φ=65%和φ?=0%,表B.1中給出了樣本密度假設(shè)穩(wěn)壓狀態(tài)下在氣壓700mmHg和20℃溫度條件下計(jì)算mbar表壓T?/℃/相對濕度%相對濕度相對濕度相對濕度—0.078—0.120—0.288—0.666—0.343—0.246—0.914-2.127—0.098—0.463-1.931—5.370-1.035—2.511—0.058—0.090—0.499—0.184—0.684—1.58788.240.069—0.204—1.295—3.820—0.500—0.774—1.871—4.411—0.039—0.060—0.332一0.481—0.123—0.190—0.455—1.05358.83—0.332—0.515—1.240—2.8987表B.1(續(xù))假設(shè)穩(wěn)壓狀態(tài)下在氣壓700mmHg和20℃溫度條件下計(jì)算mbar表壓T?/℃%相對濕度p?/%相對濕度相對濕度相對濕度0.5470.5360.4940.401—0.030—0.16626.010.5050.4720.3400.045—0.061—0.095—0.227—0.52429.410.4010.311一0.047—0.854—0.616—1.4280.5580.5540.5370.500—0.008—0.012—0.029—0.0664.3523.930.5410.5280.4760.358—0.025—0.038—0.20928.1364.710.5000.4640.3220.003B.6評述壓縮氣體等價(jià)轉(zhuǎn)換到大氣條件，在任意的相對濕度下，本分析給出了誤差分析結(jié)果。表B.1最后兩列說明了在本標(biāo)準(zhǔn)定義的兩種條件下這種轉(zhuǎn)換引起的誤差。表B.1中每四行為一組，每組為不同的壓縮狀態(tài)下的溫度到低。表B.1中的陰影單元強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)換到大氣條件時(shí)相對濕度已經(jīng)超過了100%了，這將導(dǎo)致水蒸氣的冷凝。這表明了壓縮狀態(tài)下的水蒸氣含量相等的假設(shè)的局限性。誤差值為正數(shù)，表明任意的變化引起密度減小。誤差為負(fù)數(shù)表示引起密度增大。B.7結(jié)論通常，相對濕度大、溫度比較高的壓縮氣體膨脹到大氣條件時(shí)，會出現(xiàn)水蒸氣冷凝，這種情況下，方程的應(yīng)用就會受到限制。8對于等價(jià)狀態(tài)