|
В настоящем разделе в краткой форме приведены все необходимые материалы из термо- и газодинамики, без знания которых невозможно понять и правильно применить расчетные уравнения, описывающие динамику пневмоприводов. Рабочим телом в пневмоустройствах является сжатый воздух. Обычно воздух рассматривают как идеальный газ. Под идеальным понимают такой газ, у которого отсутствуют силы сцепления между молекулами, а молекулы являются материальными точками, не имеющими объема. Эти допущения позволяют в значительной степени упростить расчеты, сохранив точность достаточной для решения большинства задач в машиностроении. Но чем выше давление питания, тем больше отклонения расчетных данных от действительных. Поэтому в последнее время при использовании приводов высокого давления заметна тенденция рассматривать рабочее тело не как идеальный газ, подчиняющийся уравнению Клапейрона, а как реальный газ, состояние которого описывается одним из многочисленных уравнений (Ван-дер-Ваальса, Дюпрэ, Абеля и т. д.) в зависимости от конкретных условий. Основными критериями применения тех или иных уравнений состояния газа являются результаты сравнительного анализа полученных расчетных и опытных данных, а также требуемая точность. При этом расчеты значительно усложняются. В настоящей работе состояние сжатого воздуха описывается уравнением Клапейрона.
Это уравнение выведено с помощью методов кинетической теории газов в предположении, что молекулы газа представляют собой материальные точки, взаимное притяжение между которыми отсутствует. Как показали многочисленные эксперименты, проведенные авторами и другими исследователями, разработанные при этом допущении методы расчета пневмоприводов дают результаты, достаточно близкие к опытным данным. Состояние газа характеризуется тремя параметрами: абсолютным давлением, удельным объемом (или удельным весом) и абсолютной температурой. В большинстве случаев давление измеряется в килограммах на квадратный сантиметр (кгс/см2). Различают давление абсолютное и избыточное. Параметром состояния газа является только абсолютное давление. В дальнейшем во все расчетные уравнения и во все термодинамические зависимости кроме особо оговариваемых входит только абсолютное давление. Абсолютным давлением называют силу газа, действующую по нормали к поверхности и отнесенную к единице ее площади. На практике инженеры обычно имеют дело с избыточным или манометрическим давлением, которое показывают почти все приборы (манометры, вакуумметры, тягомеры и т. д.), кроме барометров. Эти приборы указывают, насколько давление в измеряемом объеме выше (или ниже) давления окружающей среды. При расчетах к манометрическому давлению нужно прибавить Давление окружающей среды, условно принимаемое равным 1 кгс/см2, хотя оно переменно и всегда несколько отличается от этой величины.
|
