气压传动基础知识

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1、1.气压传动基础知识1．1空气的物理性质空气可分为干空气和湿空气两种形态。不含有水蒸汽的空气称为干空气；含有水蒸汽的空气称为湿空气。1．1．1空气的性质1）空气的密度1单位体积内空气的质量，称为空气的密度，以表示。即式中：m为气体质量（Kg）；V为气体体积（m3）。2对干空气式中，p——绝对压力(MPa)；——为温度在00C,压力在0.1013MPa时干空气的密度。32）空气的粘性空气的粘性是空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气粘性随温度变化而变，温度升高，粘性增加；反之亦然。空气粘性受压力变

2、化的影响极小，通常可忽略。43）气体的易变特性（压缩性与膨胀性）当流体压力变化时体积随之改变的性质称为流体的压缩性，流体因温度变化体积随之改变的性质称为流体的膨胀性。空气的压缩性和膨胀性都远远大于液体的压缩性和膨胀性。1．1．2湿度和含湿量１)湿度5绝对湿度：单位体积的湿空气中所含水蒸汽的质量,称为湿空气的绝对湿度,用表示：或由气体状态方程导出式中，ms——湿空气中水蒸汽的质量，kg；V——湿空气的体积，m3；6ps——水蒸汽的分压力Pa；T——绝对温度，K；s——水蒸汽的密度，Rs——水蒸

3、汽的气体常数，饱和绝对湿度湿空气中水蒸汽的分压力达到该温度下水蒸汽的饱和压力，则此时的绝对湿度称为饱和绝对湿度，用b表示。即7式中,pb——饱和湿空气中水蒸汽的分压力,Pab——饱和湿空气中水蒸汽的密度，相对湿度在一定温度和压力下，绝对湿度和饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度，用表示。即8或式中，——绝对湿度，；b——饱和绝对湿度，；ps——水蒸汽的分压力(Pa)；pb——饱和水蒸汽的分压力(Pa)。92）含湿量质量含湿量d1Kg质量的干空气中所混合的水蒸汽质量。容积含湿量d’1m

4、3干空气中所混合的水蒸汽质量。式中，——干空气的密度，。103)湿空气的密度对湿空气式中，p——湿空气的全压力，(MPa)；pb——某温度摄氏度时饱和空气中水蒸汽的分压力(MPa)；——空气的相对湿度(％)。111．1．3自由空气流量及析水量1）自由空气流量经压缩机压缩后的空气称为压缩空气，没经压缩处于自由状态(—个大气压状态下)的空气称为自由空气。自由空气流量为若忽略温度变化的影响12式中，q,qz——压缩空气和自由空气流量；p,pz——压缩空气和自由空气的绝对压力,MPa;T，Ts——压

5、缩空气和自由空气的绝对温度K。2)压缩空气的析水量压缩空气中析出的水量可由下式计算13式中，q1——湿空气体积流量，——空气没经压缩时的相对湿度；T1、T2——压缩前空气的温度，K；pb1、pb1——温度为T1、T2时饱和空气中水蒸汽的分压力（绝对），MPa；、——温度为T1、T2时饱和容积含湿量，14p,pz——空气压缩前、后的绝对压力,MPa1．2气体状态方程1．2．1理想气体状态方程不计粘性的气体为理想气体。理想气体的状态应满足下述关系：15或或式中，p——绝对压力，Pa；V——气体体积

6、，m3；T——绝对温度，K；——气体比容，；——气体密度，R——气体常数，16对干空气对水蒸汽1．2．2变化过程1)等容过程一定质量的气体，在容积保持不变时，从某一状态变化到另一状态的过程，称为等容过程。设气体从状态1变化到状态2，在此过程中1=2==常数，则有：17在等容变化过程中，气体对外不作功。2）等压过程一定质量的气体，在压力保持不变时，从某一状态变化到另一状态的过程，称等压过程。设气体从状态1变化到状态2，在此过程中p1=p2=p=常数，则有：18可见：压力不变时，气体温度上

7、升必然导致体积膨胀，温度下降必然导致体积缩小。3）等温过程一定质量的气体在温度保持不变时,从某一状态变化到另一状态的过程,称为等温过程。19设气体从状态1变化到状态2，在此过程中，温度T1=T2=T=常数，则有：４)绝热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。20式中，k——绝热指数，对空气，k=1.4。5)多变过程不加任何限制条件的气体状态变化过程，称为多变过程。其状态方程为：21式中，n——多变指数。等容过程：n=∞；等压过程：n=0；等温过程：n=1；绝

8、热过程：n=k=1.4；多变过程：一般k>n>11．3气体流动规律1．3．1连续性方程22气体在管道中作定常流动时，流过管道每一过流断面的质量流量为一定值。即式中,A1、A2——过流断面1、2面积,m2；1、2——过流断面1、2上气体的密度,v1、v2——过流断面1、2上气体的速度,qm——质量流量，。23如果，气体运动速度很低，可视为不可压缩，即，则有:q——体积流量，。1．3．2伯努利方程24式中，z——位置高度,m；hw——摩擦阻力损失水头高，m。按绝热过程计算有：不计气体的粘性，并忽