液压与气压传动第10章 气压传动基础知识.ppt

第一节 空气的物理性质 一、空气的性质 ?1．空气的组成 自然界的空气是由若干气体混合而成的，其主要成分是氮气（N2） 和氧气（O2），其他气体占的比例极小。 2．空气的密度和粘度 （1）密度　空气的密度是表示单位体积V内的空气的质量m，用ρ表示，即 （2）粘度 是空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气粘度的变化只受温度变化的影响，且随温度的升高而增大，主要是由于温度升高后．空气内分子运动加剧，使原本间距较大的分子之间碰撞增多的缘故。而压力的变化对粘度的影响很小，且可忽略不计 二、湿空气 （1）绝对湿度 指每立方米湿空气中所含水蒸气的质量，即 m：湿空气中水蒸气的质量， V：湿空气的体积。 ?（2）饱和绝对湿度 是指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 pb ,饱和空气中水蒸气的分压力(N/m2)；Rs，水蒸气的气体常数[N.m/(Kg.K)]；T为热力学温度(K)，T=273.l+t(0C)。 （3）相对湿度 指在某温度和总压力下，其绝对湿度与饱和绝对湿度之比，即 式中χ、χb，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和饱和水蒸气的分压力。 （4）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 mS、mg,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；φ为相对湿度。 三、气体体积的易变特性????气体与固体和液体相比最大的特点是分子间的距离相当长，分子运动起来较自由，运动着的分子当其由运动起点到碰撞其它分子的移动距离叫该分子的自由通路，其长度对每个分子是不同的，但对于任意气体当压力和温度 决定之后，其分子自由通路的平均值称为平均自由通路。由 于气体分子间的距离大，分子间的内聚力小，体积也容易变化，体积随压力和温度的变化而变化，因此气体与液体相比有明显的可压缩性，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。 第二节 气体状态方程 一、理想气体的状态方程 所谓理想气体是指没有粘性的气体，当气体处于某一平衡状态时，气体的压力、温度和比体积之间的关系为： p为气体的绝对压力( )；R为气体常数，干空气R=287.1 N?m(kg?K)、 ν为空气的比体积 ；T为绝对温度(K)；R为气体常数[N·m/(kg·K)]，干空气的R=287.1；湿空气的R=462.05 实际气体看成理想气体，由此引起的误差是相当小的。 二、理想气体的状态变化过程 1．等容变化过程(查理定律)???? 一定质量的气体，在状态变化过程中体积保持不变时，则有 当体积不变时，压力的变化与温度的变化成正比，当压力上升时，气体的温度随之上升。 2．等压变化过程(盖-吕萨克定律) 一定质量曲气体．在状态变化过程中．当压力保持不变时，有 表明，当压力不变时，温度上升，气体比体积增大(气体膨胀)；当温度下降时，气体比体积减小(气体被压缩)。 ?3．等温变化过程(波意耳定律)??? 一定质量的气体，在其状态变化过程中，当温度不变时，有 表明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；压力下降时，气体体积膨胀，比体积上升。 4 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的状态变化过程，称为绝热过程，即 在此过程中，输入系统的热量为零，即系统靠消耗内能作功 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作功。在气压传动中，快速动作可被认为为绝热变化过程。例如，压缩机的活塞在气缸 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，这个过程就被认为是绝热过程。 应该指出，在绝热过程中，气体温度的变化是很大的，例如空气压缩机压缩空气时，温度可高达2500C，而快速排气时，温度可降至-1000C。 5．多变过程????在实际问题中，气体的变化过程往往不能简单地归属为上述几个过程中的任一个，不加任何条件限制的过程称之为多变过程，此时可用下式表示，即