Физические основы функционирования пневмосистем. Тема 1.1

Содержание

Слайд 2

Воздух представляет собой газовую смесь, в основном состоящую из двух газов:
азота

Воздух представляет собой газовую смесь, в основном состоящую из двух газов: азота
N2 (78,08%)
кислорода 02 (20,95%).
В небольших количествах в нем присутствуют инертные газы
аргон Аг,
неон Ne,
гелий Не,
криптон Кr
ксенон Хе
водород Н2 (0,94%)
а также диоксид углерода (углекислый газ) С02 (0,03%).

Слайд 3

1.Основные параметры газа

Давление

Рис. 1.1. Иллюстрация действия закона Паскаля

p=F/S

давление — р,
сила —

1.Основные параметры газа Давление Рис. 1.1. Иллюстрация действия закона Паскаля p=F/S давление
F,
площадь — S

1 Па = 1 Н/м2

1 бар = 106 Па = 102 кПа = 0,1МПа

Слайд 4

Температура.

Термодинамическая, или абсолютная, температура T [К] и температура по Международной практической шкале

Температура. Термодинамическая, или абсолютная, температура T [К] и температура по Международной практической
t [°С] связаны соотношением T=t + 273,15.

Плотность.

плотность р [кг/м3]
Масса вещества m [кг]
объем V[м3]

Удельный объем.
Удельный объем v [м3/кг] — это величина, обратная плотности: v = 1/р.

Слайд 5

Основные физические свойства газов

Сжимаемость

Температурное расширение

Вязкость

Основные физические свойства газов Сжимаемость Температурное расширение Вязкость

Слайд 6

Основные газовые законы

Иллюстрация закона Бойля — Мариотта

Основные газовые законы Иллюстрация закона Бойля — Мариотта

Слайд 7

Решение задачи.
Закон Бойля – Мариотта.
Атмосферный воздух объёмом 1м3 был сжат при неизменной

Решение задачи. Закон Бойля – Мариотта. Атмосферный воздух объёмом 1м3 был сжат
температуре до избыточного давления 6 бар. Какова степень сжатия воздуха? Какой объём будет занимать сжатый воздух?

Слайд 8

Решение задачи.
Закон Бойля – Мариотта.
Атмосферный воздух объёмом 1м3 был сжат при неизменной

Решение задачи. Закон Бойля – Мариотта. Атмосферный воздух объёмом 1м3 был сжат
температуре до избыточного давления 6 бар. Какова степень сжатия воздуха? Какой объём будет занимать сжатый воздух?

Дано:
V1= 1м3
р1=1,013 бар
р2изб= 6 бар
Найти :
V1/V2; V2

Слайд 9

Решение задачи.
Закон Бойля – Мариотта.
Атмосферный воздух объёмом 1м3 был сжат при неизменной

Решение задачи. Закон Бойля – Мариотта. Атмосферный воздух объёмом 1м3 был сжат
температуре до избыточного давления 6 бар. Какова степень сжатия воздуха? Какой объём будет занимать сжатый воздух?

Дано:
V1= 1м3
р1=1,013 бар
р2изб= 6 бар
Найти :
V1/V2; V2

Решение:
V1 / V2 = р2 / р1;
V1/V2 = 6 + 1,013 / 1,013 = 7,013 / 1,013 ≈ 6,923.
V2 = р1V1 /р2; V2 = 1,013 * 1 / 7,013 ≈ 0,144м3
Ответ: V1/V2 ≈ 6,923; V2 ≈ 0,144м3.

Слайд 10

Иллюстрация закона Шарля

Иллюстрация закона Шарля

Слайд 11

Решение задачи.

Закон Шарля.
В ресивере (пневматической ёмкости) находится воздух под избыточным давлением 5

Решение задачи. Закон Шарля. В ресивере (пневматической ёмкости) находится воздух под избыточным
бар при температуре окружающей среды 18°С. Каковы будут показания манометра, установленного на ресивере, если температура сжатого воздуха в нем повысится на 10°С?

Дано:
р1изб = 5 бар;
t1 = 18°С;
t2 = 28°С;
Найти:
Р2изб.

Слайд 12

Решение задачи.

Закон Шарля.
В ресивере (пневматической ёмкости) находится воздух под избыточным давлением 5

Решение задачи. Закон Шарля. В ресивере (пневматической ёмкости) находится воздух под избыточным
бар при температуре окружающей среды 18°С. Каковы будут показания манометра, установленного на ресивере, если температура сжатого воздуха в нем повысится на 10°С?

Дано:
р1изб = 5 бар;
t1 = 18°С;
t2 = 28°С;
Найти:
Р2изб.

Решение:
р2 = р1 * Т2/Т1.
р1 = 5 + 1,013 = 6,013 бар;
Т1 = 273,15 + 18 = 291,15К;
Т2 = 273,15 + 28 +301,15 К.
р2 = 6,013 * 301,15/291,15 ≈ 6,220 бар;
р2изб = 6,220 – 1,013 ≈ 5,207 бар.
Ответ: р2изб ≈ 5,207 бар.

Слайд 13

Иллюстрация закона Гей-Люссака

Иллюстрация закона Гей-Люссака

Слайд 14

Решение задачи.

Закон Гей – Люссака.
При температуре окружающей среды 22°С воздух, находящийся под

Решение задачи. Закон Гей – Люссака. При температуре окружающей среды 22°С воздух,
избыточным давлением 6 бар, занимает объем 1м3. Какой объем будет занимать воздух, если его температура понизится на 10°С, а давление останется неизменным?

Дано:
V1 = 1м3;
t1 = 22°С;
t2 = 12°С;
Найти: V2

Слайд 15

Решение задачи.

Закон Гей – Люссака.
При температуре окружающей среды 22°С воздух, находящийся под

Решение задачи. Закон Гей – Люссака. При температуре окружающей среды 22°С воздух,
избыточным давлением 6 бар, занимает объем 1м3. Какой объем будет занимать воздух, если его температура понизится на 10°С, а давление останется неизменным?

Дано:
V1 = 1м3;
t1 = 22°С;
t2 = 12°С;
Найти: V2

Решение:
V2 = V1 * T2/Т1
Т1 = 273,15 + 22 = 295,15К;
T2 = 273,15 + 12 = 285,15K
V2 = 1,3 * 285,15 / 295,15 ≈ 1,256 м3
Ответ: V2 ≈ 1,256 м3

Слайд 16

Расход (Q)

Течение газа

Q= υ S,
где υ — средняя по сечению скорость потока,

Расход (Q) Течение газа Q= υ S, где υ — средняя по
м/с;
S — площадь поперечного сечения трубопровода, м2

Слайд 17

Расход жидкости при течении по трубе переменного сечения.

Исходя из закона сохранения вещества,

Расход жидкости при течении по трубе переменного сечения. Исходя из закона сохранения
а также из предположения о сплошности (неразрывности) потока для установившегося течения несжимаемой жидкости, можно утверждать, что объемный расход через любое сечение одинаков
Это явление описывается уравнением неразрывности
Q1 =S1υ1 - S2 υ 2 = Q2 = const.
Из данного уравнения следует, что в узком сечении трубы поток ускоряется:
υ2 =υ1 S1/S2


Слайд 18

Уравнение Бернулли

Уравнение Бернулли

Слайд 19

Режимы течения

Рис. Эпюры скоростей при различных режимах течения

Ламинарный режим характеризуется упорядоченным движением

Режимы течения Рис. Эпюры скоростей при различных режимах течения Ламинарный режим характеризуется
(слоями) жидкости или газа, причем скорости внешних слоев меньше, чем внутренних. Когда скорость движения превысит некоторую критическую величину, слои начинают перемешиваться, образуются вихри; течение становится турбулентным, возрастают поте­ри энергии.
Имя файла: Физические-основы-функционирования-пневмосистем.-Тема-1.1.pptx
Количество просмотров: 47
Количество скачиваний: 0