第十一章气压传动基础知识第十二章气源装置及气动辅助元件

1、 1空气的组成空气的组成 2空气的密度和粘度空气的密度和粘度 (2)粘度粘度 是空气质点相对运动时产生阻力的性是空气质点相对运动时产生阻力的性质。质。空气粘度空气粘度的变化只受温度变化的影响，的变化只受温度变化的影响，且且随温度的升高而增大随温度的升高而增大，主要是由于温度升，主要是由于温度升高后空气内分子运动加剧，使原本间距较高后空气内分子运动加剧，使原本间距较大的分子之间碰撞增多的缘故。而大的分子之间碰撞增多的缘故。而压力的变压力的变化对粘度的影响很小化对粘度的影响很小，且可忽略不计，且可忽略不计 VmxsTRPxsbb 式中、b，分别为绝对湿度与饱和绝对湿度；ps、pb分别为蒸气的分压力

2、和饱和水蒸气的分压力。 (4)空气的含湿量空气的含湿量:质量含湿量和容积含湿量。质量含湿量和容积含湿量。质量含湿量：空气的含湿量指每千克质量的干空质量含湿量：空气的含湿量指每千克质量的干空气中所混合的水蒸气的质量，即气中所混合的水蒸气的质量，即 m S 、 m g ,分别为水蒸气的质量和干空气的质量；pb 为饱和水蒸气的分压力；p为湿空气的全压力；为相对湿度。%100%100bsbPPxx 容积含湿量：即单位体积的干空气中所混合的水蒸汽的质量，用d表示，即式中，为干空气的密度(kg/m3)，Vg为干空气的体积(m3)，其余参数意义同前。 为气体密度(kg/m3)；T为绝对温度(K)；R为气体常

3、数Nm/(kgK)，干空气的R=287.1；湿空气的R=462.05。 第二节气体状态方程第二节气体状态方程 （11.10）2等压变化过程等压变化过程(盖盖-吕萨克定律吕萨克定律)一定质量曲气体在状态变化过程中当压力一定质量曲气体在状态变化过程中当压力保持不变时，有保持不变时，有 表明，当压力不变时，温度上升，气体比体表明，当压力不变时，温度上升，气体比体积增大积增大(气体膨胀气体膨胀)；当温度下降时，气体比体；当温度下降时，气体比体积减小积减小(气体被压缩气体被压缩)。 （11.13） 表明表明t在温度不变的条件下，气体压力上在温度不变的条件下，气体压力上升时，气体体积被压缩，比体积下降；压

4、力升时，气体体积被压缩，比体积下降；压力下降时，气体体积膨胀，比体积上升。下降时，气体体积膨胀，比体积上升。 4 绝热变化过程绝热变化过程 气体在状态变化过程中，系统与外界无热量交换气体在状态变化过程中，系统与外界无热量交换的状态变化过程，称为绝热过程。该过程的曲线如图的状态变化过程，称为绝热过程。该过程的曲线如图11.4。在此过程中，输入系统的热量为零，即系统靠。在此过程中，输入系统的热量为零，即系统靠消耗内能作功消耗内能作功 在绝热过程中，气体状态变化与外界在绝热过程中，气体状态变化与外界无热量交换，系统靠消耗本身的内能对外无热量交换，系统靠消耗本身的内能对外作功。在气压传动中，作功。在气

5、压传动中，快速动作可被认为快速动作可被认为为绝热变化过程为绝热变化过程。例如，压缩机的活塞在。例如，压缩机的活塞在气缸气缸 中的运动是极快的，以致缸中气体中的运动是极快的，以致缸中气体的热量来不及与外界进行热交换，这个过的热量来不及与外界进行热交换，这个过程就被认为是绝热过程。程就被认为是绝热过程。 应该指出，应该指出，在绝热过程中，气体温度在绝热过程中，气体温度的变化是很大的的变化是很大的，例如空气，例如空气 压缩机压缩压缩机压缩空气时，温度可高达空气时，温度可高达2500C，而快速排气，而快速排气时，温度可降至时，温度可降至-1000C。 11.3 气体流动规律 在以下讨论过程中不计气体的

6、质量力，并认为是理想气体的绝热流动。理想气体一元定常绝热流动的运动方程为11.3.1 连续性方程连续性方程 连续性方程，实质上是质量守恒定律在流体力学中的一种表现形式11.3.2 伯努利方程伯努利方程n不可压缩气体的伯努里方程可以类似液体流动处理，这里不再赘述1可压缩气体绝热流动的伯努里方程2有机械功的压缩气体能量方程 在所研究的管道两过流断面之间有流体机械(如压气机、鼓风机等)对气体供以能量E时，绝热过程能量方程变为对绝热过程和多变过程，分别有 以上两式中，p1、p2分别为两过流断面1、2 上的压力(Pa)；1、2分别为两过流断面1、2 上的平均速度(m/s)；1为过流断面1 的气体密度(k

7、g/m3)；k 为绝热指数；n 为多变指数。11.3.3 11.3.3 通流能力通流能力1有效截面积有效截面积（1）节流孔口 设孔口面积为A0 。由于孔口具有尖锐边缘，而流线又不可能突然转折，经孔口后流束发生收缩，其最小收缩截面称为有效截面积，以A 表示，它代表了节流孔的通流能力。节流孔的有效截面积A 与孔口实际截面积A0 之比，称为收缩系数，以表示，即=A/ A0 。（2）管道的有效截面n若系统中多个元件串联时，其等效有效截面积AR 为n若系统中多个元件并联时，其等效有效截面积AR 为2通过节流小孔的流量n流速在声速区。自由(基准)状态的流量qz为n流速在亚声速区。自由(基准)状态的流量qz

8、为11.3.4 11.3.4 充气温度与时间的计算充气温度与时间的计算n充气过程进行较快，热量来不及通过气罐与外界交换，这种充气过程称为绝热充气。11.3.5 11.3.5 放气温度与时间的计算放气温度与时间的计算经绝热快速放气后，压力降到经绝热快速放气后，压力降到p p2 2，放气后温度为，放气后温度为放气至p2时立即关闭气阀，停止放气，气罐内温度上升到室温，此时气罐内压力将上升到p，则气罐放气终了所需时间为一、压缩空气站一、压缩空气站 压缩空气站是气压系统的动力源装置压缩空气站是气压系统的动力源装置 第一节第一节 气源装置气源装置 二、空气压缩机二、空气压缩机 空气压缩机是气动系统的动力源

9、，它把电动机输空气压缩机是气动系统的动力源，它把电动机输出的机械能转换成气压能输送给气动系统出的机械能转换成气压能输送给气动系统 12.1.4 12.1.4 冷却器冷却器12.1.5 油水分离器油水分离器12.1.6 12.1.6 干燥器干燥器五、储气罐五、储气罐 消除压力波动，保证输出气流的连续性；储消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。空气中的水分和油分。 12.2 气动辅助元件12.2.1 气动三大件 分水滤气器、减压阀、油雾器一起称为气动三大件气动三大件，是多数气动设备中必不可少的气源装置1分水滤气器分水滤气器一、油雾器一、油雾器 油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。目前，气动控制阀，气缸和气马达主要是靠这种带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其优点是方便、干净润滑质量高。二、消声器二、消声器 气压传动装置的噪