气动基础技术培训1课件.ppt

1、 Abteilung/Name Projektname2022-12-121 Abteilung/Name Projektname2022-12-122气动学基础（一）Abteilung/Name Projektname2022-12-123空气的组成空气的组成干空气干空气成 分氮N2氧O2氩A r二 氧 化 碳C O2其 他 气 体体 积%7 8.0 32 0.9 30.9 3 20.0 30.0 7 8重 量%7 5.52 3.11.2 80.0 4 50.0 7 5实际空气实际空气还含有油粒、灰尘和水蒸汽油粒、灰尘和水蒸汽等杂质，会对气动系统设备和元件造成损害空气的性质空气的性质密度密度

2、 空气是具有质量的，单位体积的空气中所含有的空气的质量称为空气的密度)/(3mkgVmmV Abteilung/Name Projektname2022-12-124FA)/(2mNAFP 压力压力压力表示法压力表示法表压力绝对压力真空度大气压P=Pa绝对真空P=0绝对压力表压力：以大气压为基准，高于大气压的压力值，即相对压力，也即由压力表读出的压力真空度：以大气压为基准，低于大气压力的压力值，正值真空压力：绝对压力与大气压力之差，与真空度大小相同，符号相反PPaPPa ！压力是由负载建立的！压力是由负载建立的！Abteilung/Name Projektname2022-12-1251MPa

3、=1000Pa=10bar1bar=1atm=1kgf/cm2 =14.5psi=100kPa1atm=76mmHg1psi=6.89kPa压力单位压力单位温度温度 热力学温度 T 单位为K 摄氏温度 t 单位为t=T-T0 T0=273.15K可压缩性可压缩性气体的分子间距大，故气体的体积容易随压力发生变化P1P2标准状态和基准状态标准状态和基准状态标准状态(ANR)：温度20，相对湿度65%，压力0.1MPa基准状态：温度0，压力101.3KPa的干空气的状态 Abteilung/Name Projektname2022-12-1266空气中的水分空气中的水分几个概念几个概念水蒸汽分压力水

4、蒸汽分压力：湿空气中水蒸汽独占空气总容积时所具有的压力。当空气中的 水蒸汽达到饱和时，这时水蒸汽所具有的压力叫做饱和水蒸汽分压力。绝对湿度绝对湿度（kg/m3）：）：每一立方米的湿空气中所含有的水蒸汽的质量。TRPVmSSSss=水蒸汽的密度，kg/m3Ps=水蒸汽分压力，PaRs=水蒸汽的气体常数，462.05 J/(kgK)相对湿度相对湿度（kg/m3）：）：一定温度和压力下，湿空气的绝对湿度与饱和湿空气的湿度之比，也就是实际水分含量和露点（饱和湿空气）时水分含量之比。表明湿空气吸收水分的能力。露点露点：空气在这个温度下呈现饱和状态。即空气饱和（相对湿度100%），温度再降低则开始析出水分

5、。饱和绝对湿度饱和绝对湿度（kg/m3）：）：每立方米湿空气中所能够含有的水蒸汽的最大质量。！空气中水蒸汽的实际含量完全取决于温度，空气中水蒸汽的实际含量完全取决于温度，1m3的压缩空气的压缩空气中只能包含中只能包含1m3的饱和湿空气所能含有的水蒸汽含量的饱和湿空气所能含有的水蒸汽含量 Abteilung/Name Projektname2022-12-1277压缩空气中的水分压缩空气中的水分随着空气的压缩，空气的体积减小，压力和温度升高。压缩空气的最大含水量与当达到最终温度下同样体积的饱和空气的含水量相等。看下面这个例子：下面4个立方体分别代表温度为20、体积为1m3的空气，相对湿度为50%

6、。这就意味着每立方米的空气中都含有8.7g的水蒸汽，饱和时含有17.4g的水蒸汽。在温度不变的情况下将空气压缩，将4m3的空气压缩成1m3的压缩空气，这1m3的压缩空气中应该含有48.7=34.8g的水蒸汽，但是20时1m3的空气中的最大含水量只有17.4g，因此多余的2 8.7=17.4g的水蒸汽将变成水析出。这样我们就不难理解压缩空气的相对湿度和压力露点的含义了。这样我们就不难理解压缩空气的相对湿度和压力露点的含义了。压缩空气的相对湿度压缩空气的相对湿度：空气压缩后温度和压力都上升，在最终温度、压力、体积的条件下，压缩空气的含水量与该温度、体积的饱和空气的含水量之比。压力露点压力露点：空气

7、压缩后，最终状态下析出水分的温度。Abteilung/Name Projektname2022-12-1288气体的控制规律（气体状态方程）气体的控制规律（气体状态方程）气体的状态气体的状态气体的压力、体积、温度表明了气体所处的状态对于一定质量的气体，状态方程可以表示成对于一定质量的气体，状态方程可以表示成RTVPTVP222111等温变化（波义尔定律等温变化（波义尔定律BOYLES）2211VPVP对于一定质量的气体，在温度不变的条件下，压力和它的质量成反比V=1,P=1V=0.5,P=2FV=0.2,P=5F332211VPVPVPT=常数常数等压变化（查理定律等压变化（查理定律CHARL

8、ES）对于一定质量的气体，在压力不变的条件下，气体体积的增加和温度成正比CTVTVKK)(22)(11一定压力下，温度每升高1，对于一定质量的气体，其体积增加1/273 Abteilung/Name Projektname2022-12-1299对于一定质量的气体，在体积不变的条件下，气体的压力和温度成正比CTPTP2211绝热变化绝热变化等容变化等容变化一定体积的空气被迅速压缩，没有与外界进行热交换P V n=c 空气 n=1.4多变过程多变过程一定质量的气体，状态参数都发生变化，并且不是绝热变化的情况。比如减震器吸收冲击的过程。n可取1.22468024681012bar a1012141

9、41616PV 1.4=c绝热变化绝热变化PV 1.2=c多变过程多变过程PV =c等温过程等温过程体积体积0压力压力 Abteilung/Name Projektname2022-12-121010压缩空气的流动压缩空气的流动不可压缩流动不可压缩流动气流速度小于70100m/s的流动，流动过程中气体的密度未发生变化或变化量很小流量流量Q=uAAu流量连续性方程流量连续性方程u1A1=u2A2A1A2u2u1总流量不变伯努利方程伯努利方程2222112121upup能量守恒，单位体积的气体压力能和动能之和保持不变p1p2可压缩流动可压缩流动气流达到声速时，p12p2p1u=0p2u2从气罐中向

10、外排气，在p1下降到2p2之前，流量保持不变P1 bar绝对压力绝对压力timeP1=9 bar 2P2051020012345615789大气压大气压 Abteilung/Name Projektname2022-12-121111气动元件的流量特性气动元件的流量特性表述流量特性的方法表述流量特性的方法流通能力流通能力 Cv值值又称水流量，在温度为15.5，流经压差为1psi(6.89kPa)的阀门测得的流量系数，用来表示气动元件通流能力的大小，即允许通过流量的大小有效截面积有效截面积 S值值流过电磁阀的流量与流过某一个截面积为S的小孔的流量相当，则可以用S来表示电磁阀的有效截面积S18Cv

11、流量的计算方法流量的计算方法亚声速流动亚声速流动 即 1（P1+0.1）/(P2+0.1)2 时q=248S P(P2+0.1)0.5结论：可见亚声速流动下，通过阀的流量与阀的进出口压差P和有效截面积S都有关。流量q与进出口压差P成正比，与有效截面积S成正比。P越大（即P2越小），流量q越大；S越大，流量q越大。声速流动声速流动 即 （P1+0.1）/(P2+0.1)2 时q=124S(P1+0.1)结论：可见声速流动下，流量只与阀的进口压力P1和有效截面积S有关，若阀的进口压力P1不变，则流量仅与S有关 Abteilung/Name Projektname2022-12-121212气体流过

12、阀口的流动状态气体流过阀口的流动状态 Abteilung/Name Projektname2022-12-1213 Abteilung/Name Projektname2022-12-1214基本符号、管路及连接工作管路工作管路组合元件线组合元件线控制管路控制管路连接管路连接管路交叉管路交叉管路柔性管路柔性管路直接排气直接排气带单向阀快换接头带单向阀快换接头带连接排气带连接排气不带单向阀快换接头不带单向阀快换接头三通路旋转接头三通路旋转接头单通路旋转接头单通路旋转接头双通路旋转接头双通路旋转接头 Abteilung/Name Projektname2022-12-1215气源处理及辅件 带手动

13、排水器的水份分离器带自动排水器的水份分离器带自动排水器的水份分离器带手动排水器的空气过滤器带手动排水器的空气过滤器 带自动排水器的空气过滤器带自动排水器的空气过滤器油雾器油雾器空压机和电动机空压机和电动机储气罐储气罐截止阀截止阀空气过滤器空气过滤器M冷干机冷干机后冷却器后冷却器油雾及微雾分离器油雾及微雾分离器 Abteilung/Name Projektname2022-12-1216气源处理及辅件FRL 组合元件组合元件FRL 简化符号简化符号压力表压力表压力继电器压力继电器消声器消声器气压源气压源气液转换器气液转换器控制机构及控制方法控制机构及控制方法按钮式人力控制按钮式人力控制手柄式人力

14、控制手柄式人力控制踏板式人力控制踏板式人力控制挺杆式机械控制挺杆式机械控制弹簧控制弹簧控制滚轮式机械控制滚轮式机械控制单向滚轮式机械控制单向滚轮式机械控制 Abteilung/Name Projektname2022-12-1217控制机构及控制方法气压控制气压控制先导压力控制先导压力控制差压控制差压控制3位锁定控制位锁定控制直动式电磁控制直动式电磁控制先导式电磁控制先导式电磁控制内部压力控制内部压力控制外部压力控制外部压力控制控制元件控制元件二位二通换向阀二位二通换向阀二位三通换向阀二位三通换向阀二位四通换向阀二位四通换向阀二位五通换向阀二位五通换向阀三位三通换向阀三位三通换向阀三位五通换向阀三位五通换向阀 Abteilung/Name Projektname2022-12-1218控制元件单向阀单向阀梭阀（或阀）梭阀（或阀）双压阀（与阀）双压阀（与阀）快速排气阀快速排气阀气控单向阀气控单向阀单向节流阀单向节流阀先导式减压阀先导式减压阀安全阀安全阀顺序阀顺序阀减压阀减压阀 Abteilung/Name Projektname2022-12-1219执行元件单作用负载返回单作用弹簧返回单作用弹簧返回双作用无缓冲双作用无缓冲双作用可调气缓冲双作用可调气缓冲双作用双杆双作用双杆摆动气缸摆动气缸单向气马达单向气马达双向气马达双向气马达