3、壓縮空氣的理論
單位
對氣壓傳動實際應(yīng)用而言，有必要掌握關(guān)于空氣的自然規(guī)律和通用的物理量綱。
雖然，自1960年以來國際單位已被全世界所接受，但在美國、英國和日本仍很大范圍內(nèi)使用英制單位。
壓力
必須注意是ISO規(guī)定的壓力，單位是帕斯卡（Pa）.
1Pa=1N/m2(牛頓/米2)
這個單位非常小，為了避免很大的數(shù)字，用相當(dāng)于100,000Pa的單位為1bar（巴）作為壓力單化，這個單位在工業(yè)中應(yīng)用更合適些：
100,000Pa＝100KPa＝1bar（巴）
相應(yīng)地也使用老的公制單位kgf/cm2，kP／cm2以滿足實際需要。
在氣動方面壓力指的是表壓，即高于大氣壓的那部分壓力，通常叫做表壓力（GA）。
壓力也能用絕對壓力（ABS）表示，即相對于絕對真空的壓力。在真空技術(shù)中，也使用低于大氣壓的壓力即其真空度。
圖3.4中，把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1013mbar）作為基推，列出了壓力的各種表示方法。注意標(biāo)準(zhǔn)大氣壓不是1bar，當(dāng)然在常規(guī)的氣動計算時，這個差別也可以忽略。
氣體的特性
波義爾（BOYLBS）定律：
“對于一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，壓力和它的體積成反比”。如果絕對壓力為100kPa（1bar ABS），體積V1=1m3的氣體在溫度不變下，被壓縮體積為V2=0.5m3，那么
P1V1=P2V2P2=P1V1／V2
即P2=l00KPa.1m3／0.5m3=200KPa(2barABS).
又如果體積V1在100KPa下壓縮到V3=0.2m3那么
P3=P1V1／V3=100KPa.1m3／0.2m3=500Pa（5barABS）.
查理（CHARLES）定律：
“在一定壓力下，溫度每升高1，對于一定質(zhì)量的氣體，其體積增加1／273”。
基路沙（GAY LUSSAC）定律：
“壓力不變，氣體體積的增加與溫度成正比?！?/span>
即V1／V2=T1／T2和V2=V1T2／T1
或表達(dá)為：在體積不變時，壓力和溫度成正比：
即：
〔在上面公式中，必須使用絕對溫度，即℃十273℃=K〕
前面的關(guān)系式可結(jié)合為理想氣體狀態(tài)方程式：
這個定律是設(shè)計和選擇氣動裝置的主要理論基礎(chǔ)之一，當(dāng)溫度有變化時也就必須考慮。
有時需要所有空氣的體積的資料用以標(biāo)準(zhǔn)立方米（m3）的標(biāo)準(zhǔn)體積來表示。1標(biāo)準(zhǔn)立方米，溫度為0℃時，空氣質(zhì)量為1.293kg.
流量
流量（Q）的基本單位是標(biāo)準(zhǔn)立方米每秒（m3/s）。在氣壓傳動中流量實際表示為升每分鐘（l／min），或標(biāo)準(zhǔn)立方分米每分鐘（dm3／min），表示流量的非公制單位為標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘(scfm)．
伯努利（Bernoulli's）方程：
伯努利方程是這樣描述的。
“水平流動的流體流過管徑不同的管道時，在點1和點2的總能量相同。
若流速不超過330m／s左右時，則此方程對氣體也適用。這個公式應(yīng)用于文丘里管和壓力控制閥中的流量補(bǔ)償。
空氣的濕度
大氣中通常含有一定百分比的水蒸汽。水份的含量取決于大氣的濕度和溫度。
當(dāng)大氣冷卻時，大氣將達(dá)到某一點，即水份達(dá)到飽和，這一點稱為露點。如果空氣繼續(xù)冷卻，那么它不能保留所有的水份，過量的水份以小液滴的形式凝結(jié)出來形成冷凝水。
水份的實際數(shù)量完全取決于溫度，1m3壓縮空氣只能包含1m3大氣所能含有的相同量的水蒸汽。
下表列出了從-30℃到+80℃的溫度范圍內(nèi)每立方米大氣所含有水份的克數(shù)，黑體字行為大氣的溫度，細(xì)體字給出了每標(biāo)準(zhǔn)立方米含有水份的量，所有大氣的含量都用標(biāo)準(zhǔn)體積表示，可以不必要計算。
在氣動適用的范圍內(nèi)，下表給出了確切的資料。上半部表示了O℃以上的溫度情況，下半部表示了0℃以下的溫度情況。在給定的溫度下，上行為標(biāo)準(zhǔn)立方米的含濕量，下行為容積含濕量。
相對濕度
除了急劇的惡劣天氣情況外，例如溫度突然下降，否則大氣絕對不會飽和，實際水份含量和露點時水份含量的比值叫做相對濕度，以百分?jǐn)?shù)表示：
例1：溫度為25℃，r.h.65%,1m3大氣中含有多少水份？
露點25℃＝24g/ m3·0.65=15.6g/m3
當(dāng)空氣被壓縮時，它能含有水份的容量只是體積減少后的容量，因此，除了溫度升高之外，水份將大量的凝結(jié)出來。
例2：10 m3的大氣，溫度為15℃，相對溫度（r.h.）為65%，被壓縮為6巴表壓力。溫度允許升高到25℃，問將有多少水凝結(jié)出來？
查表3.6可知，15℃，10 m3空氣能最多含有13.04g/m3.10m3=130.4g水，在65%r.h.空氣的含水量為：130.4g×0.65＝84.9g（a）
壓縮到6巴時減少后的體積為：
由表3.6可知，1.44 m3空氣在25℃時最大含水量為：
23.76g·144＝34.2g（b）
從空氣中水分的總量減去壓縮空氣所吸收的，即（a）-(b)84.9-34.2＝50.6g，所示將有50.6g水被凝結(jié)出來。
凝結(jié)出的水在壓縮空氣輸送前應(yīng)該除去，以避免對氣動系統(tǒng)中元件產(chǎn)生有害影響。
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