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1、 Abteilung/Name Projektname *1 Abteilung/Name Projektname *2 气动学基础（一） Abteilung/Name Projektname *3 空气的组成 干空气 实际空气 还含有油粒、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 密度 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 m V Abteilung/Name Projektname *4 F A 压力 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，
2、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 PPa PPa ！ 压力是由负载建立的！ Abteilung/Name Projektname *5 1MPa = 1000Pa = 10bar 1bar = 1atm = 1kgf/cm2 = 14.5psi = 100kPa 1atm = 76mmHg 1psi = 6.89kPa 压力单位 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 气体的分子间距大，故气体的体积容易随压力发生变化 P
3、1P2 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 Projektname *6 6 空气中的水分 几个概念 水蒸汽分压力：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（kg/m3）：每一立方米的湿空气中所含有的水蒸汽的质量。 s=水蒸汽的密度，kg/m3 Ps =水蒸汽分压力，Pa Rs =水蒸汽的气体常数，462.05 J/(kgK) 相对湿度（kg/m3）：一定温度和压力下，湿空气
4、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：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。 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，1m3的压缩空气中 只能包含1m3的饱和湿空气所能含有的水蒸汽含量 Abteilung/Name Projektname *7 7 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
5、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%。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。 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
6、水量之比。 压力露点：空气压缩后，最终状态下析出水分的温度。 Abteilung/Name Projektname *8 8 气体的控制规律（气体状态方程） 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 等温变化（波义尔定律BOYLES） 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=1 V=0.5,P=2 F V=0.2,P=5 F T=常数 等压变化（查理定律CHARLES） 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 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 A
7、bteilung/Name Projektname *9 9 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 绝热变化 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 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1.2 2468 0 2 4 6 8 10 12 bar a 101214 14 16 16 PV 1. 4 = c 绝热变化 PV 1. 2 = c 多变过程 PV = c 等温过程 体积0 压力 Abteilung/Name Projektname *10
8、10 压缩空气的流动 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 Q=uA A u 流量连续性方程 u1A1 =u2A2 A1A2 u2 u1 总流量不变 伯努利方程 能量守恒，单位体积的气体压力能和动能之 和保持不变 p1 p2 可压缩流动 气流达到声速时，p12p2 p1 u=0 p2 u2 从气罐中向外排气，在p1下降到2p2之前，流 量保持不变 P1 bar 绝对压力 time P1 = 9 bar 2P2 051020 0 1 2 3 4 5 6 15 7 8 9 大气压 Abteilung/Name Projektname *
9、11 11 气动元件的流量特性 表述流量特性的方法 流通能力 Cv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 S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 流量的计算方法 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
10、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 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 Projektname *12 12 气体流过阀口的流动状态 Abteilung/Name Projektname *13 气动元件符号气动元件符号 Abteilung/Name Projektname *14 基本符号、管路及连接 工作管路 组合元件线 控制管路 连接管路 交叉管路
11、 柔性管路 直接排气 带单向阀快换接头 带连接排气 不带单向阀快换接头 三通路旋转接头 单通路旋转接头 双通路旋转接头 Abteilung/Name Projektname *15 气源处理及辅件 带手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 带自动排水器的空气过滤器 油雾器 空压机和电动机 储气罐 截止阀 空气过滤器 M 冷干机 后冷却器 油雾及微雾分离器 Abteilung/Name Projektname *16 气源处理及辅件 FRL 组合元件 FRL 简化符号 压力表 压力继电器 消声器 气压源 气液转换器 控制机构及控制方法 按钮式人力控制 手柄式人
12、力控制 踏板式人力控制 挺杆式机械控制 弹簧控制 滚轮式机械控制 单向滚轮式机械控制 Abteilung/Name Projektname *17 控制机构及控制方法 气压控制 先导压力控制 差压控制 3位锁定控制 直动式电磁控制 先导式电磁控制 内部压力控制 外部压力控制 控制元件 二位二通换向阀 二位三通换向阀 二位四通换向阀 二位五通换向阀 三位三通换向阀 三位五通换向阀 Abteilung/Name Projektname *18 控制元件 单向阀 梭阀（或阀） 双压阀（与阀） 快速排气阀 气控单向阀 单向节流阀 先导式减压阀 安全阀 顺序阀 减压阀 Abteilung/Name Projektname *19 执行元件 单作用负载返回单作用弹簧返回 双作用无缓冲 双作用可调气缓冲 双作用双杆 摆动气缸 单向气马达 双向气马达
