機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-圖文課件第10章

第10章1氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)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?dú)猓∟2）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(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(duì)空氣黏度的影響很小，可忽略不計(jì)。2.黏度10.1空氣的性質(zhì)10.1.3空氣的濕度與露點(diǎn)（1）絕對(duì)濕度?？諝獾慕^對(duì)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(duì)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(diǎn)（2）相對(duì)濕度。相對(duì)濕度是指在某溫度和總壓力不變的條件下，其絕對(duì)濕度x與飽和絕對(duì)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(duì)干燥時(shí)，Φ＝0；空氣濕度達(dá)到飽和時(shí)，Φ＝100%。通常，空氣的Φ值為60%～70%時(shí)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(diǎn)露點(diǎn)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(shí)，水蒸氣開始凝結(jié)的瞬時(shí)溫度。降溫除濕就是利用濕空氣在溫度降到露點(diǎn)以下時(shí)有水滴析出完成的。2.露點(diǎn)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(diǎn)是分子間的距離相當(dāng)長，分子運(yùn)動(dòng)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(dòng)技術(shù)采用的壓縮空氣是通過空氣壓縮機(jī)獲得的。壓縮機(jī)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(jī)壓縮空氣時(shí)，溫度可高達(dá)250℃，而快速排氣時(shí)，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(shí)溫度升高。當(dāng)壓縮空氣冷卻時(shí)，其相對(duì)濕度增加，待溫度降至露點(diǎn)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(jì)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(shí)，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(duì)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(shí)驗(yàn)證明：理想氣體狀態(tài)方程適用于絕對(duì)壓力不超過20MPa、溫度不低于20℃的空氣、氧氣、氮?dú)?、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(jìn)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(shí)，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(jìn)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(shí)，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(jìn)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(shí)，可視為等溫過程，如氣動(dòng)系統(tǒng)中的氣缸運(yùn)動(dòng)、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(shí)，氣體體積被壓縮；氣體壓力下降時(shí)，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(shí)，如氣動(dòng)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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