機械設(shè)計基礎(chǔ)-圖文課件第10章

第10章1氣壓傳動基礎(chǔ)知識目錄10.110.2空氣的性質(zhì)氣體狀態(tài)方程10.1空氣的性質(zhì)10.1.1空氣的組成自然界的空氣是由若干種氣體混合而成的，其主要成分是氮氣（N2）和氧氣（Ｏ2）,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。含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣，不含有水蒸氣的空氣稱為干空氣。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（即溫度t=0℃、壓力為1Pat=0.1013MPa，重力加速度g=9.8066m/s2，分子量M=28.962），干空氣的組成見表10-1。10.1空氣的性質(zhì)10.1.1空氣的組成10.1空氣的性質(zhì)10.1.1空氣的組成空氣的密度表示單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量，用ρ表示，即（10-1）1.密度10.1空氣的性質(zhì)10.1.1空氣的組成空氣的黏度是空氣質(zhì)點相對運動時產(chǎn)生阻力的性質(zhì)?？諝怵ざ鹊淖兓皇軠囟茸兓挠绊?，且隨溫度的升高而增大，主要是溫度升高后，空氣分子運動加劇，使原本間距較大的分子之間碰撞增多的緣故。而壓力的變化對空氣黏度的影響很小，可忽略不計。2.黏度10.1空氣的性質(zhì)10.1.3空氣的濕度與露點（1）絕對濕度?？諝獾慕^對濕度是指單位濕空氣體積中所含的水蒸氣質(zhì)量。即（10-2）式中，x為絕對濕度，kg/m3；ms為水蒸氣質(zhì)量，kg；V為濕空氣體積，m3。1.濕度10.1空氣的性質(zhì)10.1.3空氣的濕度與露點（2）相對濕度。相對濕度是指在某溫度和總壓力不變的條件下，其絕對濕度x與飽和絕對濕度xb的比值，用Φ表示,即

（10-3）濕空氣的Φ值在0～100%變化，空氣絕對干燥時，Φ＝0；空氣濕度達到飽和時，Φ＝100%。通常，空氣的Φ值為60%～70%時人體感到舒適。1.濕度10.1空氣的性質(zhì)10.1.3空氣的濕度與露點露點是指在規(guī)定的壓力下，當(dāng)溫度一直下降到空氣成為飽和狀態(tài)時，水蒸氣開始凝結(jié)的瞬時溫度。降溫除濕就是利用濕空氣在溫度降到露點以下時有水滴析出完成的。2.露點10.1空氣的性質(zhì)10.1.4氣體體積的易變特性及壓縮空氣氣體與固體和液體相比最大的特點是分子間的距離相當(dāng)長，分子運動起來較自由，分子間的內(nèi)聚力小，體積隨壓力和溫度的變化而變化。氣體與液體相比有明顯的可壓縮性。1.氣體體積的易變特性10.1空氣的性質(zhì)10.1.4氣體體積的易變特性及壓縮空氣氣動技術(shù)采用的壓縮空氣是通過空氣壓縮機獲得的。壓縮機壓縮的空氣稱為壓縮空氣，未經(jīng)壓縮的空氣稱為自由空氣?？諝鈮嚎s機壓縮空氣時，溫度可高達250℃，而快速排氣時，溫度可降至-100℃。濕空氣被壓縮后，單位容積里所含水蒸氣量增大，同時溫度升高。當(dāng)壓縮空氣冷卻時，其相對濕度增加，待溫度降至露點后便有水滴析出。2.壓縮空氣10.2氣體狀態(tài)方程10.2.1理想氣體的狀態(tài)方程所謂理想氣體，是指不計黏性的氣體。一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)變化的某一穩(wěn)定瞬時，有以下氣體狀態(tài)方程成立：

（10-4）式中，p1、p2為氣體在1、2兩狀態(tài)下的絕對壓力，Pa；V1、V2為氣體在1、2兩狀態(tài)下的體積，m3；T1、T2為氣體在1、2兩狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度，K。2.壓縮空氣10.2氣體狀態(tài)方程10.2.1理想氣體的狀態(tài)方程實驗證明：理想氣體狀態(tài)方程適用于絕對壓力不超過20MPa、溫度不低于20℃的空氣、氧氣、氮氣、二氧化碳等，不適用于高壓狀態(tài)和低溫狀態(tài)下的氣體。2.壓縮空氣10.2氣體狀態(tài)方程10.2.2理想氣體的狀態(tài)變化過程一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，所進行的狀態(tài)變化過程，稱為等容過程。等容過程的狀態(tài)方程為

（10-5）式（10-5）表明：當(dāng)體積不變時，壓力上升，氣體的溫度隨之上升；壓力下降，氣體的溫度隨之下降。1.等容過程（查理定律）10.2氣體狀態(tài)方程10.2.2理想氣體的狀態(tài)變化過程一定質(zhì)量的氣體，在壓力不變的條件下，所進行的狀態(tài)變化過程，稱為等壓過程。等壓過程的狀態(tài)方程為（10-6）式（10-6）表明：當(dāng)壓力不變時，溫度上升，氣體的體積增大（氣體膨脹）；溫度下降，氣體的體積縮小。2.等壓過程（蓋-呂薩克定律）10.2氣體狀態(tài)方程10.2.2理想氣體的狀態(tài)變化過程一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變的條件下，所進行的狀態(tài)變化過程，稱為等溫過程。氣體狀態(tài)變化很慢時，可視為等溫過程，如氣動系統(tǒng)中的氣缸運動、管道送氣過程等。等溫過程的狀態(tài)方程為p1V1=p2V2（10-7）式（10-7）表明：在溫度不變的條件下，氣體壓力上升時，氣體體積被壓縮；氣體壓力下降時，氣體體積膨脹。3.等溫過程（波意耳定律）10.2氣體狀態(tài)方程10.2.2理想氣體的狀態(tài)變化過程一定質(zhì)量的氣體，在其狀態(tài)變化過程中，和外界沒有熱量交換的過程稱為絕熱過程。當(dāng)氣體狀態(tài)變化很快時，如氣動系統(tǒng)的快速充、排氣過程，可視為絕熱過程。其狀態(tài)方程式為

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