Воздух- рабочее тело пневматических систем. Свойства воздуха.

В пневматических  приводах в качестве рабочего тела используется воздух. Воздух представляет собой смесь азота ( 78.02 %), кислорода ( 20.9 % ),

благородных газов ( 0.9 % ) углекислого газа ( 0.03 % ) водяного пара и случайных примесей. Процентное содержание компонентов непостоянно и зависит от географической широты местности, метеорологических условий, а также от загрязненности атмосферного воздуха, в частности от его загазованности.

            В технике используется не просто воздух, которым мы дышим, а сжатый до определенного давления. Тогда за счет разницы давлений в рабочей и выхлопной полостях пневмопривода и совершается полезная работа. Степень сжатия зависит от назначения аппаратной части пневмопривода, но в основном значение давления колеблется в пределах 0.4 - 0.8 МПа. Устройство которое производит сжатие воздуха называется компрессор. На предприятиях, где используется сжатый воздух, раздача его идет через централизованные компрессорные с пневматической разводкой по помещениям по трубам, которые обычно окрашивают в голубой цвет.

            По сравнению с гидроприводом, пневмопривод имеет как ряд преимуществ так и недостатков о которых вам будут говорить в соответствующих курсах, однако нам следует усвоить, что гидропривод обычно используется там, где необходимо развить значительные усилия, а пневмопривод там где необходимости в этом нет, но по соображениям безопасности или по другим причинам нельзя использовать электропривод.

            Основной же отличительной особенностью пневмопривода от гидро является то, что воздух это газ, а значит сжимаем. Жидкость, же как мы уже знаем,  практически несжимаема. И для газа кроме  механических и динамических законов движения присущи и некоторые особенности связанные с термодинамическими процессами, при движении газа и с явлениями перехода в различные состояния, присущие всем газам. Поэтому в этом разделе мы будем и говорить о термодинамике.

                Температура в теоретических расчетах используется в градусах Кельвина

( К ) и обозначается большой буквой Т. Между градусами Кельвина и Цельсия,   обозначаемой буквой  t   напоминаю, существует зависимость  T( K)  =  t  + 273

Удельный объем это объем единицы массы газа, а плотность это наоборот,  масса единицы объема:

                           = -------                     =  -------                                                  ( 1 )                         

Ввиду сжимаемости воздуха величины                        изменяются в широких пределах, поэтому принято определять их в фиксированных , так называемых нормальных условиях.

            Это  Р = 0.1013 МПа  ( = 1 атм., 760 мм. рт. столба)  и температуре

293 К  ( t = 20  C )

Вязкость воздуха характеризует силы внутреннего трения при движении воздушного потока и оценивается коэффициентом             динамической или          

кинематической вязкости.

            Вязкость воздуха существенно зависит от температуры

                         =        (  Т /  273  )                                                                    ( 2 )

где        - коэффициент динамической вязкости при абсолютной температуре Т,

              -  то же при температуре 273 К    (    =    17.2 * 10    Н  с /  м    )

Влажный воздух содержит в себе водяной пар. Его количество ограничено и зависит от температуры. Например, при температуре  0 С  и атмосферном давлении 1 атм. воздух содержит 4.8 г., при 30  С - 30.4 г. при 100  С - 597. 7 г.

            Отношение количества водяного пара, содержащегося в 1 м  воздуха при данной температуре к максимально возможному его количеству называется

При понижении температуры смесь воздуха с водяным паром становится пересыщенной и избыток пара конденсируется в виде росы. Этим пользуются при осушении воздуха.

Удельная теплоемкость - это теплоемкость единицы веса или объема вещества.

            Различают удельные теплоемкости при постоянном давлении  с  и при постоянном  объеме воздуха   с  .

с   = 0.72 * 10  ( Дж / кг К )  

            Удельные теплоемкости связаны между собой зависимостью

с  = с  + R, а их отношение представляет собой показатель степени адиабатического процесса   к = с  /  с  = 1.4

       = 8.31 * 10   Дж / к Моль град