12. Основные положения теории

ПНЕВМОПРИВОДА

12.1. Общие сведения

Газ — одно из агрегатных

состояний вещества, в кото­ром его частицы не связаны между собой молекулярными силами притяжения и хаотически движутся, заполняя весь возможный объем.

Сжатый воздух (смесь газов) в пневматических устройствах является рабочим телом и используется как для целей управления (пневмоавтоматика), так и в силовых системах (пневмопривод).

Пневмоприводом называется пневматический механизм, в кото­ром рабочий газ находится под давлением, с одним или более объемными пневмодвигателями. В состав пневмоприводов, по аналогии с гидроприводом, входят различные пневматические устройства: кондиционеры рабочего газа, пневмоемкости, пневмо-аппараты, пневмолинии, а также контрольная аппаратура.

Пневматические системы управления особенно удобно приме­нять для тех случаев, когда в состав машин и механизмов, в частности промышленных роботов, входят пневматические рабо­чие органы. Это позволяет упростить систему управления и избе­жать применения энергии разных видов.

В системах пневмоавтоматики выделилось отдельное направ­ление — пневмоника [струйная техника, в которой управление осуществляется с помощью струй воздуха низкого давления (до 0,1 МПа)]. Пневмоника является предметом отдельного изучения и здесь не рассматривается.

12.2. Физические свойства воздуха

Основными физическими параметрами воздуха, представляющими интерес для технических систем, являются давле­ние, температура, плотность, вязкость и сжимаемость.

Под давлением р понимается абсолютное давление, влияющее на физические свойства воздуха. В технике оперируют обычно избыточным давлением, влияющим на деформацию стенок сосуда, в котором воздух заключен. Обычно избыточное давление сжатого воздуха (далее будем называть просто давлением в отли­чие от абсолютного давления) в промышленных установках не превышает 1 МПа, наиболее распространенным номинальным дав­лением является р_ном = 0,63 МПа.

Термодинамическую температуру Т воздуха определяют по абсолютной шкале Кельвина (К). Под нормальными условиями состояния воздуха понимается его состояние при температуре, равной 273 К или О °С.

Плотностью газа называют отношение его массы т к занима­емому объему V:

ρ = m/V. (3.1)

Величина, обратная плотности, т. е. V_уд=V/т (м³/кг), есть удельный объем газа.

Вязкостью воздуха называют свойство его слоев при движе­нии воздуха сопротивляться сдвигу. Вязкость воздуха по срав­нению с вязкостью рабочих жидкостей весьма мала и, в отличие от жидкостей, с повышением температуры увеличивается незна­чительно.

Сжимаемость воздуха β (м³/Н) характеризуется уменьшением его объема при увеличении абсолютного давления:

(3.2)

где Δр — увеличение абсолютного давления, Па; V - первоначальный объем, м³ ; ΔV — изменение объема, м³.

Величина, обратная сжимаемости, называется модулем упру­гости воздуха.

Удельная теплоемкость с воздуха представляет собой отно­шение количества теплоты, сообщаемого единице массы воздуха, к соответствующему изменению температуры.

Различают удельные теплоемкости при постоянном давлении с_р и постоянном объеме с_у. При изменении состояния воздуха теплоемкость изменяется, однако при температуре 273...373 К (0…100°С) теплоемкость воздуха для практических целей можно принимать неизменной: с_р=1,01-10³ Дж/(кгК) и с_v=0,72 х 10³ Дж/(кгК).

ГОСТ 17433—80 определяет классы загрязненности сжатого воздуха. Основными компонентами загрязненности являются вода, масло (в жидком и газообразном состоянии) и твердые включения.