第十一章氣壓傳動基礎(chǔ)知識第十二章氣源裝置及氣動輔助元件

1、 1空氣的組成空氣的組成 2空氣的密度和粘度空氣的密度和粘度 (2)粘度粘度 是空氣質(zhì)點(diǎn)相對運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生阻力的性是空氣質(zhì)點(diǎn)相對運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。質(zhì)?？諝庹扯瓤諝庹扯鹊淖兓皇軠囟茸兓挠绊?，的變化只受溫度變化的影響，且且隨溫度的升高而增大隨溫度的升高而增大，主要是由于溫度升，主要是由于溫度升高后空氣內(nèi)分子運(yùn)動加劇，使原本間距較高后空氣內(nèi)分子運(yùn)動加劇，使原本間距較大的分子之間碰撞增多的緣故。而大的分子之間碰撞增多的緣故。而壓力的變壓力的變化對粘度的影響很小化對粘度的影響很小，且可忽略不計(jì)，且可忽略不計(jì) VmxsTRPxsbb 式中、b，分別為絕對濕度與飽和絕對濕度；ps、pb分別為蒸氣的分壓力

2、和飽和水蒸氣的分壓力。 (4)空氣的含濕量空氣的含濕量:質(zhì)量含濕量和容積含濕量。質(zhì)量含濕量和容積含濕量。質(zhì)量含濕量：空氣的含濕量指每千克質(zhì)量的干空質(zhì)量含濕量：空氣的含濕量指每千克質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸氣的質(zhì)量，即氣中所混合的水蒸氣的質(zhì)量，即 m S 、 m g ,分別為水蒸氣的質(zhì)量和干空氣的質(zhì)量；pb 為飽和水蒸氣的分壓力；p為濕空氣的全壓力；為相對濕度。%100%100bsbPPxx 容積含濕量：即單位體積的干空氣中所混合的水蒸汽的質(zhì)量，用d表示，即式中，為干空氣的密度(kg/m3)，Vg為干空氣的體積(m3)，其余參數(shù)意義同前。 為氣體密度(kg/m3)；T為絕對溫度(K)；R為氣體常

3、數(shù)Nm/(kgK)，干空氣的R=287.1；濕空氣的R=462.05。 第二節(jié)氣體狀態(tài)方程第二節(jié)氣體狀態(tài)方程 （11.10）2等壓變化過程等壓變化過程(蓋蓋-呂薩克定律呂薩克定律)一定質(zhì)量曲氣體在狀態(tài)變化過程中當(dāng)壓力一定質(zhì)量曲氣體在狀態(tài)變化過程中當(dāng)壓力保持不變時(shí)，有保持不變時(shí)，有 表明，當(dāng)壓力不變時(shí)，溫度上升，氣體比體表明，當(dāng)壓力不變時(shí)，溫度上升，氣體比體積增大積增大(氣體膨脹氣體膨脹)；當(dāng)溫度下降時(shí)，氣體比體；當(dāng)溫度下降時(shí)，氣體比體積減小積減小(氣體被壓縮氣體被壓縮)。 （11.13） 表明表明t在溫度不變的條件下，氣體壓力上在溫度不變的條件下，氣體壓力上升時(shí)，氣體體積被壓縮，比體積下降；壓

4、力升時(shí)，氣體體積被壓縮，比體積下降；壓力下降時(shí)，氣體體積膨脹，比體積上升。下降時(shí)，氣體體積膨脹，比體積上升。 4 絕熱變化過程絕熱變化過程 氣體在狀態(tài)變化過程中，系統(tǒng)與外界無熱量交換氣體在狀態(tài)變化過程中，系統(tǒng)與外界無熱量交換的狀態(tài)變化過程，稱為絕熱過程。該過程的曲線如圖的狀態(tài)變化過程，稱為絕熱過程。該過程的曲線如圖11.4。在此過程中，輸入系統(tǒng)的熱量為零，即系統(tǒng)靠。在此過程中，輸入系統(tǒng)的熱量為零，即系統(tǒng)靠消耗內(nèi)能作功消耗內(nèi)能作功 在絕熱過程中，氣體狀態(tài)變化與外界在絕熱過程中，氣體狀態(tài)變化與外界無熱量交換，系統(tǒng)靠消耗本身的內(nèi)能對外無熱量交換，系統(tǒng)靠消耗本身的內(nèi)能對外作功。在氣壓傳動中，作功。在氣

5、壓傳動中，快速動作可被認(rèn)為快速動作可被認(rèn)為為絕熱變化過程為絕熱變化過程。例如，壓縮機(jī)的活塞在。例如，壓縮機(jī)的活塞在氣缸氣缸 中的運(yùn)動是極快的，以致缸中氣體中的運(yùn)動是極快的，以致缸中氣體的熱量來不及與外界進(jìn)行熱交換，這個(gè)過的熱量來不及與外界進(jìn)行熱交換，這個(gè)過程就被認(rèn)為是絕熱過程。程就被認(rèn)為是絕熱過程。 應(yīng)該指出，應(yīng)該指出，在絕熱過程中，氣體溫度在絕熱過程中，氣體溫度的變化是很大的的變化是很大的，例如空氣，例如空氣 壓縮機(jī)壓縮壓縮機(jī)壓縮空氣時(shí)，溫度可高達(dá)空氣時(shí)，溫度可高達(dá)2500C，而快速排氣，而快速排氣時(shí)，溫度可降至?xí)r，溫度可降至-1000C。 11.3 氣體流動規(guī)律 在以下討論過程中不計(jì)氣體的

6、質(zhì)量力，并認(rèn)為是理想氣體的絕熱流動。理想氣體一元定常絕熱流動的運(yùn)動方程為11.3.1 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 連續(xù)性方程，實(shí)質(zhì)上是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表現(xiàn)形式11.3.2 伯努利方程伯努利方程n不可壓縮氣體的伯努里方程可以類似液體流動處理，這里不再贅述1可壓縮氣體絕熱流動的伯努里方程2有機(jī)械功的壓縮氣體能量方程 在所研究的管道兩過流斷面之間有流體機(jī)械(如壓氣機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等)對氣體供以能量E時(shí)，絕熱過程能量方程變?yōu)閷^熱過程和多變過程，分別有 以上兩式中，p1、p2分別為兩過流斷面1、2 上的壓力(Pa)；1、2分別為兩過流斷面1、2 上的平均速度(m/s)；1為過流斷面1 的氣體密度(k

7、g/m3)；k 為絕熱指數(shù)；n 為多變指數(shù)。11.3.3 11.3.3 通流能力通流能力1有效截面積有效截面積（1）節(jié)流孔口 設(shè)孔口面積為A0 。由于孔口具有尖銳邊緣，而流線又不可能突然轉(zhuǎn)折，經(jīng)孔口后流束發(fā)生收縮，其最小收縮截面稱為有效截面積，以A 表示，它代表了節(jié)流孔的通流能力。節(jié)流孔的有效截面積A 與孔口實(shí)際截面積A0 之比，稱為收縮系數(shù)，以表示，即=A/ A0 。（2）管道的有效截面n若系統(tǒng)中多個(gè)元件串聯(lián)時(shí)，其等效有效截面積AR 為n若系統(tǒng)中多個(gè)元件并聯(lián)時(shí)，其等效有效截面積AR 為2通過節(jié)流小孔的流量n流速在聲速區(qū)。自由(基準(zhǔn))狀態(tài)的流量qz為n流速在亞聲速區(qū)。自由(基準(zhǔn))狀態(tài)的流量qz

8、為11.3.4 11.3.4 充氣溫度與時(shí)間的計(jì)算充氣溫度與時(shí)間的計(jì)算n充氣過程進(jìn)行較快，熱量來不及通過氣罐與外界交換，這種充氣過程稱為絕熱充氣。11.3.5 11.3.5 放氣溫度與時(shí)間的計(jì)算放氣溫度與時(shí)間的計(jì)算經(jīng)絕熱快速放氣后，壓力降到經(jīng)絕熱快速放氣后，壓力降到p p2 2，放氣后溫度為，放氣后溫度為放氣至p2時(shí)立即關(guān)閉氣閥，停止放氣，氣罐內(nèi)溫度上升到室溫，此時(shí)氣罐內(nèi)壓力將上升到p，則氣罐放氣終了所需時(shí)間為一、壓縮空氣站一、壓縮空氣站 壓縮空氣站是氣壓系統(tǒng)的動力源裝置壓縮空氣站是氣壓系統(tǒng)的動力源裝置 第一節(jié)第一節(jié) 氣源裝置氣源裝置 二、空氣壓縮機(jī)二、空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)是氣動系統(tǒng)的動力源

9、，它把電動機(jī)輸空氣壓縮機(jī)是氣動系統(tǒng)的動力源，它把電動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣壓能輸送給氣動系統(tǒng)出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣壓能輸送給氣動系統(tǒng) 12.1.4 12.1.4 冷卻器冷卻器12.1.5 油水分離器油水分離器12.1.6 12.1.6 干燥器干燥器五、儲氣罐五、儲氣罐 消除壓力波動，保證輸出氣流的連續(xù)性；儲消除壓力波動，保證輸出氣流的連續(xù)性；儲存一定數(shù)量的壓縮空氣，調(diào)節(jié)用氣量或以備發(fā)存一定數(shù)量的壓縮空氣，調(diào)節(jié)用氣量或以備發(fā)生故障和臨時(shí)需要應(yīng)急使用，進(jìn)一步分離壓縮生故障和臨時(shí)需要應(yīng)急使用，進(jìn)一步分離壓縮空氣中的水分和油分?？諝庵械乃趾陀头?。 12.2 氣動輔助元件12.2.1 氣動三大件 分水濾氣器、減壓閥、油霧器一起稱為氣動三大件氣動三大件，是多數(shù)氣動設(shè)備中必不可少的氣源裝置1分水濾氣器分水濾氣器一、油霧器一、油霧器 油霧器是以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使該壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力。目前，氣動控制閥，氣缸和氣馬達(dá)主要是靠這種帶有油霧的壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)潤滑的，其優(yōu)點(diǎn)是方便、干凈潤滑質(zhì)量高。二、消聲器二、消聲器 氣壓傳動裝置的噪