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第10章 气压传动基础知识 [一般要求] 空气的物理性质、气体状态方程 [具体要求] 了解空气的物理性质、气体状态方程。 §10.1空气的物理性质? 一、空气的性质 ?1、空气的组成 空气是由若干气体混合而成的，其主要成分是氮 （N2） 和 氧 （O2） ，其它气体占的比例极小，此外，常含有一定量的水蒸气，对于含有水蒸气的空气称之为湿空气。不含有水蒸气的空气称之为干空气。 ?2、密度与粘度 （1）密度（略） （2）粘度 只与温度有关，随温度升高而增大。原因：分子运动加剧，增加碰撞机会。压力变化对粘度影响较小，可忽略。 二、湿空气 ? 空气中含有水分的多少对系统的稳定性有直接影响，因此不仅各种气动元器件对含水量有明确的规定，并且常采取一些措施防止水分带入。 湿空气所含水分的程度用湿度与含湿量来表示。 湿度的表示方法：绝对湿度和相对湿度。 （1）绝对湿度 ——每立方米湿空气中所含有水蒸气的质量，即 （2）饱和绝对湿度——湿空气中水蒸气的分压力达到该湿度下蒸气的饱和压力时的绝对湿度，即 （3）相对湿度——在某温度和总压力下，其绝对湿度与饱和绝对湿度之比。 χ、χb分别为绝对湿度与饱和绝对湿度； ps、pb—蒸气的分压力和饱和水蒸气的分压力。 当空气绝对干燥时，ps=0，Φ=0；当空气达到饱和时ps=pb，Φ =100%；一般湿空气的Φ值在0~100%之间变化，通常情况下，空气的相对湿度在60%~70%范围内人体感觉舒适，气动技术中规定各种阀的相对湿度应小于95%。 （4）空气的含湿量 空气的含湿量是指每千克质量的干空气中所混合的水蒸气的质量，即 ms、mg—水蒸气的质量和干空气的质量； ρs、ρs—水蒸气的密度和干空气的密度。 三、气体体积的易变特性 分子间的距离相当长，是分子直径的9倍左右，分子运动较自由。标准状况下，由于气体分子间的距离大，分子间的内聚力小，体积易变化，体积随压力和温度的变化而变化，有明显的可压缩性，但当其平均速度v≤50m/s 时，其压缩性并不明显，然而当v50m/s时，气体的可压缩性将逐渐明显。 §10.2气体状态方程 绝热变化过程 一定质量的气体，在状态变化过程中，与外界无热交换时有： §10.3气体流动规律 一、连续方程（同液体的，略） 二、伯努利方程 在流管的任意截面上，根据能量守恒定律，单位质量稳定的空 气流的流动压力 p，平均流速 v，位置高度 H，阻力损失 hf 满足： 代入整理得： 三、流通能力 在气压传动中，阀或管路的流通能力为：单位时间内通过阀或管路的流体体积流量或质量。主要有以下表示方法。 1、有效截面积A(预先测量) 有效截面积指一个无粘性气流中的理想节流小孔的流量等于实际气体流过气动元件的流量。用定积容器放气法测定后按下式计算： ◎若在回路中有多个阀类元件连接使用时，可用一总有效面积代替。 流量系数CV—阀全开时以60 0F（约15.6 0C）的清水在阀前后压差0.007 MPa，流经阀的流量值用加仑/min（1加仑=3.785L）表示的数值。A、C、CV换算关系： 充气时，最高可达到2500C；放气时，快排可降为－1000C。如何合理进行排、充气，是提高效率、 节省能耗的重要技术问题。 四、充、放气温度与时间计算 向一固定容器充、放气计算比较麻烦，现只列公式以便使用。 1、充气后的温度及时间 容器压力由p0↗