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第二章氣動基礎(chǔ)知識各換算關(guān)系入表所示:表-單位換算表()()或七、體積(千克力)//(千克力)(磅力)m )力F=m.a(N=kg.);牛頓定律(三)壓力:FNP=Pa=Am2上式為巴斯卡原理PV=PV(五)查理定律(’;’(說明壓力與體積成圖圖波義爾定律圖流體的流量計算圖流體的流量計算PVPV11=22說明壓力與體積的變化TT12m3m 說明了流量為管路截面積與流速之乘積,見圖。(七)自由空氣的體積流量:PTQa=Q(/)或(/)aQa為我們在一定溫度、一定壓力作用下的氣體流量轉(zhuǎn)換為在統(tǒng)一標準的自由空氣下的體積流量提供了計算方法。在選擇空壓機、氣動三聯(lián)件及各種樣本說明書中所提到的流量、額定流量都是指自由空氣的體積流量。只有在共同的壓力標準下評價氣體流量的大積流量可用表示。也可寫成。m (八)密度:p=(kg/m3)V圖理想流體伯努利方程圖理想流體伯努利方程(九)伯努利力定理1p+pgh+pv2=常數(shù)21為單位體積流體的壓力能,pgh為單位體積流體位能,pv2為單位體積流體的動能。2因此,上述伯努利方程的物理意義是:在密閉管道內(nèi)作恒定流動的理想流體具有三種形式和動能。在流動過程中,三種能量可以相互轉(zhuǎn)化,但各個過流斷面上三種能量之和恒為定值。當流體速度愈快,其壓力愈低,反之速度減低,壓力增加,所示。(十)氣缸的相關(guān)計算:FA.P幾 ()雙作用氣缸的實際反向力:F=(0.6~0.9)(D2d2).P4活塞桿直徑(十一)氣缸每分鐘空氣消耗量計算:某氣動回路的最大耗氣量是指該氣動回路在單位時間內(nèi)所消耗氣體(排到大氣中)的多少。顯然最大耗氣量與氣缸行程(單作用、雙作用)氣缸直徑、行程動作頻度、方向閥到氣缸間的管路容積及氣缸的數(shù)量有關(guān)??筛鶕?jù)最大耗氣量選擇空氣壓縮機的容量。()空氣消耗量:Q=n.A.Ln:壓縮比氣缸行程()單作用氣缸空氣消耗量:Q=QS()雙作用氣缸空氣消耗量:Q=2QD圖氣動技術(shù)中所示用的壓力單位每分鐘氣缸往復次數(shù)在標準中壓力的單位為帕斯卡(),由于這個單位非常小,為了避免很大的數(shù)字,常用在工程上有時也使用/以滿足實際需在物理學中壓力用絕程上為方便,采用的氣動壓力為表壓(),即高于大氣壓的那部分壓力。在真空技術(shù)中,也使用低于大氣壓的壓力即真空度()來表示。在圖中以標準大氣壓()作為基準,列出了壓力的各種表示方法。注意標準大氣壓不是,但在常規(guī)的氣動計算時,這個差別也可以忽略。在氣動系統(tǒng)中阻礙氣體流動、產(chǎn)生壓降的機構(gòu)和元件稱為氣阻。在氣壓傳動中可利用氣阻和氣容來調(diào)整阻阻所示的阻尼形式任何一個氣動元件都可認為是一個氣阻。為進口壓力為出口壓力為壓差。流量增大,壓差也增大。當氣體的流速沒有達到音速、出口壓力與進口壓力之比大于時就稱為亞音速流。在亞音速流情況下氣體的進、出口壓差同流量的關(guān)系如下:亞音速流()>:亞音速流()>:Qa=0.227SeP2(P1P2)()T1Se效斷面積用以描述氣阻的流通能力。當出口壓力與進口壓力之比小于時則氣體的流速達到了音速。音速流的氣阻的流量公式如下TT1從上式可看出當氣體流速達到音速流時它的流量就不再和出口壓力有關(guān)而只同入口壓力有一定的關(guān)系。從上式中可知氣阻的流量計算公式同液壓技術(shù)中的有關(guān)計算不同它是氣動技術(shù)中的一個重要的基本概念和基本計算公式。(一)管路的等價有效斷面積任一組成氣動回路的各元件都含有氣阻。通常都采用各氣阻元件的有效斷面積來描述氣阻的大小以計算出聯(lián)接這些氣動元件的管路的壓力損失。在工程上通常是把一段管路的:11L()S—計算管路有效斷面積的直徑系數(shù),L—管道的長度po從式可知一段管路的等價有效斷面積同這一段管路的長度成反比而同管路的直表管路有效斷面積直徑系數(shù)表SSpo當一段管路的直徑和長度已知時可通過查表得到相應的運用式可求出這段管路的等價有效斷面積。管路的等價有效面斷面積間接地描述了這段路的壓力損失(氣阻)因此我們也可等價地將一段管路看成為一個氣阻元件。(二)多個氣阻的復合有效斷面積在氣動回路中通常是將多個氣動組件串聯(lián)或者并聯(lián)起來而形成具有一定功能的氣動回路系統(tǒng)圖是一個典型的氣動回路。圖氣阻的并圖氣阻的并聯(lián)圖典型的氣動回路該系統(tǒng)有兩個氣缸一個單作用氣缸和一個雙作用氣缸。為了控制這兩個氣缸回路中選用了換向閥和調(diào)速閥。為了使空氣潔凈在回路上游設(shè)有過濾器。回路中的調(diào)速閥、換向閥和過濾器均可看作氣阻組件而聯(lián)接這些氣阻組件的管路也可看成是一個氣阻組件。在工程上常把這種氣阻的串聯(lián)或并聯(lián)用“復合有效斷面積”進行綜合評價。如在圖中調(diào)速閥的有效斷面積是從過濾器到氣缸間管路的等價有效斷面積為電磁換向閥的有效斷面積為管路上游過濾器的有效斷面積為。則這條管路上的有效斷面積可分別表示為、圖圖多個氣阻的串聯(lián)它的復合有效斷面積可通過下式計算:11111S2S2S2S2S2e123n在圖中的過濾器、方向閥、調(diào)速閥及從過濾器到氣缸間的連接管路的有效斷面積方的倒數(shù)等放各氣阻組件的有效斷面積的平方的倒數(shù)之和。當氣阻并聯(lián)時如圖所示,合有效斷面積可用下式表示:()并上式說明多個氣阻并聯(lián)時其復合有效斷面積等于每個氣阻組件有效斷面積之和。三有效斷面積與值目前氣動組件的流通能力常用氣阻的有效斷面積或流量特性系數(shù)值來描述。日本的標準中采用,而歐洲國家則采用值表示。兩者可用下式進行換算:Q閥的流量特性系數(shù)可用下式計算:C=()VP.(P+P)22.482aT.G1流量()Δ——入口壓力(),——出口壓力()大氣壓力()溫度氣體系數(shù)自然界的空氣是申很多氣體混合而成的。其主要成分有氮和氧,其他氣體占的比例極小。此外,空氣中常含有一定量的水蒸氣。水蒸氣的含量取決于大氣的濕度和溫度。下即溫度為℃、壓力為干空氣的組成如表所示。表干空氣的組成成成分氮氣氧氣氬二氧化碳其他氣體質(zhì)量百分數(shù)/%.大氣中通常含有水份但除了急劇的惡劣天氣情況外如溫度突然下降,一般大氣都不會百分比表示:相對濕度rh=實際水含量100%().飽和水含量(露點)液滴的形式凝結(jié)出來形成冷凝水。米大氣所能含有的飽和水份的克數(shù)。所有大氣的含量都用標準體積表示,不需計算。含量大氣壓露點又可分為大氣壓露點和壓力露點兩種,大氣壓力露點是指在大氣壓下水分的凝結(jié)溫度。圖給出了溫度在-℃
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