第七章气动理论
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培训讲义气动原理
3
60年代，开始构成工业控制系统，气动技术脱离风 动技术而自成体系。 70年代，与电子技术结合，在自动化领域广泛推广 80年代，向集成化，微型化发展 90年代，向集成化，微型化，模块化，智能化方向 发展
4
气压传动的优点
1 能源便宜 2 防火防爆 3 能源损失小 4 适合于高速间隙运动 5 自保持能力强 6 可靠性高，寿命长 7 安全方便
44
气压控制 直动式 先导式
电气控制 单电控 双电控
组合控制式 先导式双电控，带手动
45
阀驱动方式定义 电控先导式驱动 （内先导 /外先导）
46
阀的特殊形式定义
常闭/常开形式 双稳态形式 可逆形式 主控制信号形式 气弹簧形式
47
阀在使用中的注意事项
1.保持干净的气源。 2.在工作气压低于2bar和真空时应选用外先导阀 3.阀组一定要保持排气流道的通畅 4.现场控制电压的浮动要符合线圈所规定的标准范围 5.气管接头螺纹要和阀体内螺纹配合使用 6.适当的备一些密封套件，便于现场的快速维修
气动技术简述 气动系统的组成 气源处理 控制阀 气缸执行器
1
气动技术是执行元件（气缸与气马达）和控制元件 （各种控制阀）的工业实现和应用。
气动技术是以空气作为工作介质。
2
气动技术的历史 2000年前，希腊人KSTESIBIOS制造了一门空气弩炮， 成为使用气动技术的第一人 公元一世纪出现了有关压缩空气作为能源应用的第一 本书 20世纪中叶，气动技术开始在工业生产上世纪应用 并迅速推广 至50年代初，大多数元件由液压元件改造或演变而 来，体积很大
48
49
按基本功能分类
带端位缓冲 带磁环 带可调节缓冲 带加紧定位 摆动动作
50
60年代，开始构成工业控制系统，气动技术脱离风 动技术而自成体系。 70年代，与电子技术结合，在自动化领域广泛推广 80年代，向集成化，微型化发展 90年代，向集成化，微型化，模块化，智能化方向 发展
4
气压传动的优点
1 能源便宜 2 防火防爆 3 能源损失小 4 适合于高速间隙运动 5 自保持能力强 6 可靠性高，寿命长 7 安全方便
44
气压控制 直动式 先导式
电气控制 单电控 双电控
组合控制式 先导式双电控，带手动
45
阀驱动方式定义 电控先导式驱动 （内先导 /外先导）
46
阀的特殊形式定义
常闭/常开形式 双稳态形式 可逆形式 主控制信号形式 气弹簧形式
47
阀在使用中的注意事项
1.保持干净的气源。 2.在工作气压低于2bar和真空时应选用外先导阀 3.阀组一定要保持排气流道的通畅 4.现场控制电压的浮动要符合线圈所规定的标准范围 5.气管接头螺纹要和阀体内螺纹配合使用 6.适当的备一些密封套件，便于现场的快速维修
气动技术简述 气动系统的组成 气源处理 控制阀 气缸执行器
1
气动技术是执行元件（气缸与气马达）和控制元件 （各种控制阀）的工业实现和应用。
气动技术是以空气作为工作介质。
2
气动技术的历史 2000年前，希腊人KSTESIBIOS制造了一门空气弩炮， 成为使用气动技术的第一人 公元一世纪出现了有关压缩空气作为能源应用的第一 本书 20世纪中叶，气动技术开始在工业生产上世纪应用 并迅速推广 至50年代初，大多数元件由液压元件改造或演变而 来，体积很大
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按基本功能分类
带端位缓冲 带磁环 带可调节缓冲 带加紧定位 摆动动作
50
气动理论基本计算
1. 建立数学模型
02 根据飞行器结构和气动特性，
建立相应的数学模型。
2. 参数化设计
03 将飞行器的关键参数进行参数
化处理，以便于优化设计。
3. 优化算法选择
04 根据问题特点选择合适的优化
算法，如遗传算法、粒子群算 法等。
4. 数值模拟与评估
05 通过数值模拟对飞行器的气动
性能进行评估，找出潜在的优 化方向。
05
气动优化设计计算
气动优化设计的目标与原则
目标
提高飞行器的气动性能，包括减小阻力、提升升力、优化稳定性等。
原则
基于空气动力学原理，结合飞行器的结构特点和使用要求，进行合理的气动布 局和部件优化。
气动优化设计的方法与流程
方法
01 采用数值模拟、风洞试验、飞
行试验等多种手段进行气动性 能评估和优化。
实例二
某型战斗机进气道优化 设计
目标
减小进气道的总压损失 和出口流场畸变。
气动优化设计的应用实例
方法
采用数值模拟和风洞试验相结合的方法，对进气道结构进行优化设计。
结果
经过优化设计，进气道的总压损失降低了20%，出口流场畸变得到了有效改善，提 高了发动机的工作效率和飞机的性能。
06
气动计算软件介绍
统计平均法
对湍流流动和气动噪声的时间历程 进行统计平均，得到湍流流动和气 动噪声的统计特性。
气动噪声的控制技术
设计优化
通过对飞行器、发动机等 气动结构进行优化设计， 减小或避免气动噪声的产 生。
声学覆盖层
在气动结构表面覆盖声学 材料或结构，吸收或散射 气动噪声能量，降低噪声 声压级。
主动控制技术
利用传感器、作动器和控 制器等装置，主动控制湍 流流动，减小或避免气动 噪声的产生。
第七章 亚音速翼型和机翼的气动特性
§7.2小扰动线化理论
• 速度位方程线化 • 压强系数线化 • 边界条件线化
飞行器或部件的空气动力学问题，大都是远前方 直匀来流受到物体的扰动问题。为了适应高速飞 行，需要减少阻力，因此机翼的相对厚度和弯度 都比较小，而且巡航阶段迎角也不大。因此机翼 对流场的扰动，除个别地方以外，总的来说是不 大的，如图7-1所示，这种扰动称为小扰动。现采 用风轴系，轴与远前方未受扰动的直匀流一致， 这样前方来流只在方向有一个速度分量 。
升力是由压强分布的积分而得到的，而俯仰力矩 和升力只差一个 向的力臂；所以亚音速流中翼型 的升力系数 和俯仰力矩系数 ，等于不可压流的 相应值乘以
（7-32） （7-33）
由于线化理论范围内升力与翼型的厚度无关，且 高速飞机一般采用对称翼型（ ）的机翼，因此 其升力系数和俯仰力矩系数在亚音速时分别为： （7-34）
（7-45）
引入扰动速度位 （“＇”号同样省略），上式 可写成：
（7-10）
对二维流动，（7-10）可写成 （7-11）
式中
对
的超音速流，（7-11）可改写为
（7-12）
式中 对亚音速流 ， ，程（7-11）为椭 圆型的线性二阶偏微分方程；对超音速流 ， 方程（7-12）为双曲型的线性二阶偏微 分方程。
7.2.2 压强系数的线化
第七章
亚音速翼型和机翼的气动特性
内容
§ 7.1 速度位方程 § 7.2 小扰动线化理论 § 7.3 亚音速流中薄翼型的气动特性 § 7.4 亚音速薄机翼的气动特性及 M 数对气 动特性的影响
(V ) 0
§7.1
速度位方程
对不可压位流，速度位满足拉普拉斯方程。一个具 体位流问题的解决，在数学上归结为求解给定边 界条件的拉普拉斯方程。 对定常、等熵可压位流，由于连续方程中包含密 度，速度位满足的方程不再是拉普拉斯方程了， 而是一个非线性的偏微分方程。 流动定常时，连续方程为
气动理论《大学物理》
加权平均
v viWi
dN v vdW v N
若格子数也增加到无限多个
dN vf (v ) dv 定义分布函数 f (v) 0 Ndv dN :表示物理量 v 取值在 v ~ v dv 的微观状态数 dN N 占总微观状态数 N 的百分率.
分布函数 f (v) 的物理意义: 物理量
p,V , T
1Pa 1N m 标准大气压： 45 纬度海平面处, 0 C 时的大气压. 1atm 1.013105 Pa
单位：
2 体积 量）. 单位：
2
V:
气体所能达到的最大空间（几何参
3 3 3 3
1m 10 L 10 dm
3 温度 T : 气体冷热程度的量度（热学参量）.
在标准状态下
p0 1atm 1.0110 pa, T0 273.16k
5
1mol理想气体的摩尔气体常量R
R p0Vm,0 T0 8.31J m ol1 K 1
∵质量M，摩尔质量μ的理想气体的摩尔数为
M
其状态方程满足： pV M p0Vm,0 T T0
，
pV
直径
d 4 10
10
m
分子线度
~ 10
2 分子力
当 r r0 时，分子力主 要表现为斥力；当 r r0 时， 分子力主要表现为引力.
F
r0 ~ 10 10 m
r 10 m , F 0
3 分子热运动的无序性
9
o
r0
r
分子力
热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停 止的无规运动 . 例 : 常温和常压下的氧分子
3）自发过程的终点；
v viWi
dN v vdW v N
若格子数也增加到无限多个
dN vf (v ) dv 定义分布函数 f (v) 0 Ndv dN :表示物理量 v 取值在 v ~ v dv 的微观状态数 dN N 占总微观状态数 N 的百分率.
分布函数 f (v) 的物理意义: 物理量
p,V , T
1Pa 1N m 标准大气压： 45 纬度海平面处, 0 C 时的大气压. 1atm 1.013105 Pa
单位：
2 体积 量）. 单位：
2
V:
气体所能达到的最大空间（几何参
3 3 3 3
1m 10 L 10 dm
3 温度 T : 气体冷热程度的量度（热学参量）.
在标准状态下
p0 1atm 1.0110 pa, T0 273.16k
5
1mol理想气体的摩尔气体常量R
R p0Vm,0 T0 8.31J m ol1 K 1
∵质量M，摩尔质量μ的理想气体的摩尔数为
M
其状态方程满足： pV M p0Vm,0 T T0
，
pV
直径
d 4 10
10
m
分子线度
~ 10
2 分子力
当 r r0 时，分子力主 要表现为斥力；当 r r0 时， 分子力主要表现为引力.
F
r0 ~ 10 10 m
r 10 m , F 0
3 分子热运动的无序性
9
o
r0
r
分子力
热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停 止的无规运动 . 例 : 常温和常压下的氧分子
3）自发过程的终点；
气动理论
1013.25 m bar
体积和流量单位
压力作用下 体積 ｍ３
L/min
M2/min
大气圧下 ANR ・ m3ANR
ANR· L/min
ANR· M2/min
流量
ＡＮ Ｒ 空气的标准状态。
・・・・・ 温度：２０℃ 圧力：大気圧〔０．１０１３ＭＰａ〕 相対湿度：６５％
F
压力
P F A ( N / m2 )
压力开关 气缸 速度控制阀 电磁阀
残压释放 手动3通阀
消音器 三联件
空气过滤器
油雾器 减压阀
压缩空气的品质要求
• 空压机产生的压缩空气中常常含有以下物质： • 1.水气(WATER VAPOR) 2.油 (OIL) 3.一氧化碳(CO) 4.二氧化碳(CO2) 5.异味 6.污染物....等 • 這些粒子的多少，将会影响到您所使用的压縮空气品 质，直接或间接的对您的身体或您的生产线造成影响， 因此許多的国家标准机构及组织针对人体呼吸系統所 使用的压缩空气品质均订有规范与标准，以保障人体 的生命安全以及机器的正常运转。
A 压力表示法
P>Pa
表压力 真空度 绝对压力
P<Pa
大气压P=Pa
绝对压力 绝对真空P=0 表压力：以大气压为基准，高于大气压的压力值，即相对压力，
也即由压力表读出的压力
真空度：以大气压为基准，低于大气压力的压力值，正值 真空压力：绝对压力与大气压力之差，与真空度大小相同，符号相反
！ 压力是由负载建立的！
空气干燥机
初步冷却
去处空气内的杂质 （水滴、固体物、油雾）
空气压缩机的类型
空气压缩机： ——气压发生装置，能将电机或内燃机的机械能转化为压 缩空气的压力能。
第七章 气动控制元件
象发生。
当减压阀的管径很大或输出压力较高时， 相应的膜片结构也很大，若用调压弹簧直 接调压，则弹簧过硬，不仅调节费力，而 且当输出流量较大时，输出压力波动较大 。因此，管径在20mm以上且输出压力较 高时，一般宜用先导式结构。在需要远距 离控制时，可采用遥控的先导式减压阀。
（2）、先导式减压阀
3、顺序阀
顺序阀是靠回路中的 压力变化来控制气缸 顺序动作的一种压力 控制阀。在气动系统 中顺序阀通常安装在 需要某一特定压力的 场合，以便完成某一 操作。只有达到需要 的操作压力后，顺序 阀才有气信号输出。
2、单向节流阀
单向节流阀是由单向阀 和节流阀组合而成，常用 于控制气缸的速度，也称 为速度控制阀。如图8-11 所示，当气流从（1）口 进入，单向阀被顶在阀座 上，空气只能从节流口流 向出口（2），流量被节 流阀节流口所限制。当空 气从（2）口进入时，推 开单向阀，自由流到口（ 1），不受节流阀的限制 。
3、单向阀
单向阀是指气流只能向一个方向流动而不 能反向流动的阀，且压降较小。单向阀的 工作原理、结构和职能符号与液压阀中的 单向阀基本相同。图7-2所示单向阀，利用 弹簧力将阀芯顶在阀座上，故压缩空气要 通过单向阀必须先克服弹簧力。
3、梭阀
梭阀由称为双向控制阀。在气动逻辑回路中， 它的作用相当于“或”门作用。如图7-3所示梭阀 符号，有两个输入信号口（1）和一个输出信号口 （2）。只要在任一输入口（1）上有气信号，在 输出口（2）上就会有气信号输出。当两个输入口 压力不等时，梭阀则输出压力高的那一个。
5、快速排气阀
快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快， 特别是在单作用气缸情况下，可避免其回 程时间过长。图7-7所示为快速排气阀，（ 1）口进气时，由于单向阀开启，压缩空气 可自由通过，（2）口有输出，排气口（3 ）被圆盘式阀芯关闭。若（2）口接为进气 口，圆盘式阀芯就关闭口（1），压缩空气 从大排气口（3）排出。为了降低噪声，这 种阀一般带消声器。
当减压阀的管径很大或输出压力较高时， 相应的膜片结构也很大，若用调压弹簧直 接调压，则弹簧过硬，不仅调节费力，而 且当输出流量较大时，输出压力波动较大 。因此，管径在20mm以上且输出压力较 高时，一般宜用先导式结构。在需要远距 离控制时，可采用遥控的先导式减压阀。
（2）、先导式减压阀
3、顺序阀
顺序阀是靠回路中的 压力变化来控制气缸 顺序动作的一种压力 控制阀。在气动系统 中顺序阀通常安装在 需要某一特定压力的 场合，以便完成某一 操作。只有达到需要 的操作压力后，顺序 阀才有气信号输出。
2、单向节流阀
单向节流阀是由单向阀 和节流阀组合而成，常用 于控制气缸的速度，也称 为速度控制阀。如图8-11 所示，当气流从（1）口 进入，单向阀被顶在阀座 上，空气只能从节流口流 向出口（2），流量被节 流阀节流口所限制。当空 气从（2）口进入时，推 开单向阀，自由流到口（ 1），不受节流阀的限制 。
3、单向阀
单向阀是指气流只能向一个方向流动而不 能反向流动的阀，且压降较小。单向阀的 工作原理、结构和职能符号与液压阀中的 单向阀基本相同。图7-2所示单向阀，利用 弹簧力将阀芯顶在阀座上，故压缩空气要 通过单向阀必须先克服弹簧力。
3、梭阀
梭阀由称为双向控制阀。在气动逻辑回路中， 它的作用相当于“或”门作用。如图7-3所示梭阀 符号，有两个输入信号口（1）和一个输出信号口 （2）。只要在任一输入口（1）上有气信号，在 输出口（2）上就会有气信号输出。当两个输入口 压力不等时，梭阀则输出压力高的那一个。
5、快速排气阀
快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快， 特别是在单作用气缸情况下，可避免其回 程时间过长。图7-7所示为快速排气阀，（ 1）口进气时，由于单向阀开启，压缩空气 可自由通过，（2）口有输出，排气口（3 ）被圆盘式阀芯关闭。若（2）口接为进气 口，圆盘式阀芯就关闭口（1），压缩空气 从大排气口（3）排出。为了降低噪声，这 种阀一般带消声器。
气动理论
bar 10 1 0.9807
Kgf/c㎡ 10.2 1.02 1 0.00136
mmHg 5701 750.1 735.6 1
0.00001 0.0000102 0.007501
133.3 0.000133 0.001333
压力单位
压力和力
• 在压力的作用下，气 缸活塞向前伸出，此 推力等于压力×有效 作用面积 π D2 P Newtons Thrust = 40
定期维护要点
• 气缸安装螺钉、螺母是否有松动。 气缸安装螺钉、螺母是否有松动。 • 气缸安装架松动否，是否异常、下弯。 气缸安装架松动否，是否异常、下弯。 • 动作状态是否平稳。 动作状态是否平稳。 • 气缸速度和循环时间是否变化。 气缸速度和循环时间是否变化。 • 行程末端是否发生冲击现象。 行程末端是否发生冲击现象。 • 是否有外部泄漏，特别是活塞杆密封处。 是否有外部泄漏，特别是活塞杆密封处。 • 杆端连接件、拉杆、螺钉是否松动。 杆端连接件、拉杆、螺钉是否松动。 • 活塞杆上有无划痕、偏摩。 活塞杆上有无划痕、偏摩。 • 确认磁性开关动作，是否发生偏移。 确认磁性开关动作，是否发生偏移。
பைடு நூலகம்气动技术基础理论
常见的空气压系统
空气干燥机 气 罐
后冷却器 空压机 主管路过滤器
動力源側
磁性开关
装置側
压力开关
气缸 速度控制阀 电磁阀 残压释放 手动3 手动3通阀 油雾器 空气过滤器 减压阀 三联件 •SMC气动技术培训教程 消音器
空气管路系统
１）压缩空气发生单元
空气压缩机 后冷却器 气罐 空气过滤器 空器干燥器 减压阀 油雾器
气源处理及辅件
FRL 组合元件 FRL 简化符号 压力表 压力继电器 消声器 气压源 气液转换器
气动理论
vrms
3kT 3 RT RT v 1.73 m M M
2
4、讨论
f (v )
2kT 2 RT RT vp 1.41 m M M
T2 T1
•vp 随 T 升高而增大，随m 增大而减小。 T2 T1 m
1
f (v )
m1 m2
m2
v p v vrms •三种速率的大小顺序为 •三种速率的意义 •讨论速率分布时——用最概然速率 •讨论分子碰撞时——用平均速率 •讨论分子平均平动动能时——用方均根 速率 •都含有统计的平均意义，反映大量分子作 热运动的统计规律。
•他提出了有旋电场和位移电流概念，建 立了经典电磁理论，预言了以光速传播 的电磁波的存在。
•1873年，他的《电磁学通论》问世，这 是一本划时代巨著，它与牛顿时代的 《自然哲学的数学原理》并驾齐驱，它 是人类探索电磁规律的一个里程碑。 •在气体动理论方面，他还提出气体分子 按速率分布的统计规律。
19世纪伟大的英 国物理学家、数 学家。经典电磁 理论的奠基人， 气体动理论的创 始人之一。
14 气体动理论
气体动理论以气体作为研究对象，了解分子热运动 的特征和规律。
宏观物体是由大量微观粒子组成，在标准状态下， 个分子，1秒钟每个分子与其 1cm 3气体含有 2.69 1019 它分子碰撞几十亿次（ 109）之多。虽然单个分子运动 规律仍属机械运动，满足力学规律，但追踪某一个分子 的行为既不可能，也无必要。
两个相互处于热平衡的物体具有的共同的宏观性质 ——温度相同。 热力学第零定律：在与外界影响隔绝的条件下，如果 处于确定状态下的物体C分别与物体A、B达到热平衡， 则物体A、B也是相互热平衡的。（1930，否勒） 温度的数值表示 摄氏温标，符号t，单位 C（摄氏度） ——温标 热力学温标，符号T，单位K（开）
气动理论PPT课件
统计规律——由大量分子组成的系统是偶然与必然的统一，是无序和 有序的综合，其运动性质符合统计规律，偶然与必然的统一是统计规 律的基本特征。
第二篇 热学
二、理想气体的微观模型与统计性假设
重 大
1.微观模型的基本特征
数
理
microscopic model
学
院
分子总在运动，分子与分子、分
子与容器壁之间发生频繁碰撞。
赵
彼此间有一定距离的微粒所组成，这种
承
微粒称为分子。
F
均
molecule
2）分子间有相互作用力，称为分子内力。
intermolecular force
r
3）分子永不停息地作无规则的运动，称为
热运动。
thermal motion
第二篇 热学
2.气体的状态参量 reference of gas state
重
描写气体热运动状态的物理量叫状态
大 数
参量。宏观上描写气体状态的参量有如
理 下三个：
学
院 1）体积：用V表示。宏观上讲体积表示
容器的容积。微观上看是容器中分
赵
子所能够到达的区域。
承
均
单位：立方米，m3。
(Volume)
2）压强：用p表示。宏观上看，压强表示容器内的气体对容器壁单位面积 上的压力。微观上看，压强表示容器内分子热运动对容器壁单位面积 上的平均冲力（祥见后面克劳修斯对压强的解释）。
重
大 数
1.气体的状态方程
理
学
院 状态方程 Equation of state
平衡态下，气体的温度、压强、体积之间的函数关系，称为气体的状
赵 承
态方程。
第二篇 热学
二、理想气体的微观模型与统计性假设
重 大
1.微观模型的基本特征
数
理
microscopic model
学
院
分子总在运动，分子与分子、分
子与容器壁之间发生频繁碰撞。
赵
彼此间有一定距离的微粒所组成，这种
承
微粒称为分子。
F
均
molecule
2）分子间有相互作用力，称为分子内力。
intermolecular force
r
3）分子永不停息地作无规则的运动，称为
热运动。
thermal motion
第二篇 热学
2.气体的状态参量 reference of gas state
重
描写气体热运动状态的物理量叫状态
大 数
参量。宏观上描写气体状态的参量有如
理 下三个：
学
院 1）体积：用V表示。宏观上讲体积表示
容器的容积。微观上看是容器中分
赵
子所能够到达的区域。
承
均
单位：立方米，m3。
(Volume)
2）压强：用p表示。宏观上看，压强表示容器内的气体对容器壁单位面积 上的压力。微观上看，压强表示容器内分子热运动对容器壁单位面积 上的平均冲力（祥见后面克劳修斯对压强的解释）。
重
大 数
1.气体的状态方程
理
学
院 状态方程 Equation of state
平衡态下，气体的温度、压强、体积之间的函数关系，称为气体的状
赵 承
态方程。
液压气动技术课件第7章
1. 空气压缩机（气压发生装置）
空气压缩机安全技术操作方法
不要用手去触摸压缩机气缸头、缸体、排气 管，以免温度过高而烫伤。
日常工作结束后，要切断电源，放掉压缩机 储气罐中的压缩空气，打开储气罐下边的排污 阀，放掉汽凝水和污油。
二、气动辅助元件
气源净化装置 其他辅助元件
二、气动辅助元件
1、气源净化装置
管径易大以降低压力损失。 2．排出管路：从空压机排气口到后冷却器或储气罐之间的管路，此段
管路应能耐高温高压与振动。 3.气管路：从储气罐到气动设备间的管路。送气管路又分成主管路和从
主管路连接分配到气动设备之间的分支管路。主管道是一个固定 安装的用于把空气输送到各处的耗气系统。主管路中必须安装断 路阀，它能在维修和保养期间把空气主管道分离成几部分。 4．控制管路：连接气动执行件和各种控制阀间的管路。此种管路大多 数采用软管。 5．排水管道：收集气动系统中的冷凝水并将水分排出管路。
管 的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。
道 连接运动 部件和临时使用、希望装拆方
连 便的管路应使用软管。硬管有铁管、铜管、
接
黄铜管、紫铜管和硬塑料管等；软管有塑 料管、尼龙管、橡胶管、金属编织塑料管
件 以及挠性金属导管等等。常用的是紫铜管
和尼龙管。
管路的分类
气动系统的管路按其功能分为： 1．吸气管路：从吸入口过滤器到空压机吸入口之间的管路，此段管路
选用原则
选用空气压缩机的根据是气压传动系统所需要的工作压 力和流量两个参数。第一种空气压缩机为中压空气压缩机， 额定排气压力为1MPa；第二种是低压空气压缩机，排气压 力为0.2MPa；第三种是高压空气压缩机，排气压力为10MPa； 第四种为超高压空气压缩机，排气压力为100MPa.
空气压缩机安全技术操作方法
不要用手去触摸压缩机气缸头、缸体、排气 管，以免温度过高而烫伤。
日常工作结束后，要切断电源，放掉压缩机 储气罐中的压缩空气，打开储气罐下边的排污 阀，放掉汽凝水和污油。
二、气动辅助元件
气源净化装置 其他辅助元件
二、气动辅助元件
1、气源净化装置
管径易大以降低压力损失。 2．排出管路：从空压机排气口到后冷却器或储气罐之间的管路，此段
管路应能耐高温高压与振动。 3.气管路：从储气罐到气动设备间的管路。送气管路又分成主管路和从
主管路连接分配到气动设备之间的分支管路。主管道是一个固定 安装的用于把空气输送到各处的耗气系统。主管路中必须安装断 路阀，它能在维修和保养期间把空气主管道分离成几部分。 4．控制管路：连接气动执行件和各种控制阀间的管路。此种管路大多 数采用软管。 5．排水管道：收集气动系统中的冷凝水并将水分排出管路。
管 的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。
道 连接运动 部件和临时使用、希望装拆方
连 便的管路应使用软管。硬管有铁管、铜管、
接
黄铜管、紫铜管和硬塑料管等；软管有塑 料管、尼龙管、橡胶管、金属编织塑料管
件 以及挠性金属导管等等。常用的是紫铜管
和尼龙管。
管路的分类
气动系统的管路按其功能分为： 1．吸气管路：从吸入口过滤器到空压机吸入口之间的管路，此段管路
选用原则
选用空气压缩机的根据是气压传动系统所需要的工作压 力和流量两个参数。第一种空气压缩机为中压空气压缩机， 额定排气压力为1MPa；第二种是低压空气压缩机，排气压 力为0.2MPa；第三种是高压空气压缩机，排气压力为10MPa； 第四种为超高压空气压缩机，排气压力为100MPa.
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o
vp
v
Q = mNA , = NA k
vp =
2kT = m
2RT
物理意义
气体在一定温度下分布在最概然
速率 v p 附近单位速率间隔内的相对
分子数最多 .
2. 平均速率 v
v = v1dN1 + v2dN2 + L + vidNi + L + vndNn N
蝌N vdN
¥
vNf (v)dv
求出氢气和氧气的最概然速率 vp .
解: vp =
2kT m
f (v)
Q m(H2 ) < m(O2 )
o
\ vp (H2 ) > vp (O2 )
2000000 v / m s1
vp (H2 ) = m(O2 ) = 32 = 4
vp (O2 ) m(H2 )
2
Q vp (H2 ) = 2000m/s
f (v)
dS
o v v dv
物理意义
表示在温度为T 的平衡状 态下，速率在v附近单位速率 区间的分子数占总数的百分
v 比.
dN = f (v)dv = dS
表示速率在 v ? v 区d间v 的分
子数占总分子数的百分比 .
N
归一化条件：
蝌N dN =
¥
f (v)dv = 1
0N
0
速率位于 v ? v 内d的v分子数为
v= 0
=0
N
N
ò =
¥
v f (v)dv =
8kT
0
πm
v = 8kT = 8RT
m
3. 方均根速率 v2
蝌 v2 =
N v2dN
0
=
¥
0 v2 Nf (v)dv = 3kT
N
N
m
vrms =
v2 =
3kT = m
3RT
v = 8kT = 8RT
m
vp =
2kT = m
2RT
vp < v < vrms
求: （1）速率在 vp ® v间的分子数；
（2）速率在 vp
间所有分子动能之和 .
解: 速率在 v ? v dv 间的分子数
dN = Nf (v)dv
（1） （2）
v
ò Nf (v)dv vp
ò ¥ 1 mv2 Nf (v)dv
2 vp
例3. 如图示两条 f (v) ~ v 曲线分别表示氢气和氧气在 同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线， 从图上数据
§6.5 迈克斯韦气体分子速率分布律 一、速率分布函数
分子速率分布图
N /(Nv)
N ：分子总数
S
o
v v v
v
N 为速率在 v ? v 区间v 的分子数.
S N N
表示速率在 v ? v v
分子数占总数的百分比 .
区间的
分布函数
f (v) = lim N = 1 lim N = 1 dN v 0 N v N v 0 v N dv
f (v)
T1 300K T2 1200K
o vp1 vp2
v
N2 分子在不同温 度下的速率分布
f (v)
O2 H2
o vp0 vpH
v
同一温度下不同 气体的速率分布
四、麦克斯韦速率分布律的实验验证
实验装置
接抽气泵
2
l v
Hg
金属蒸汽 狭 缝
vl
l
显 示
屏
例1. 计算在 27oC 时，氢气和氧气分子的方均根速
\ vp (O2 ) = 500m/s
dN = Nf (v)dv
f (v)
速率位于 v1 ® v2
区间的分子数为
S
o
ò N = v2 N f (v)dv v1
v1 v2 v
速率位于 v1 ® 区v2间的分子数占总数的百分比为
ò S = N = v2 f (v)dv
N
v1
二 、麦克斯韦气体速率分布定律
麦克斯韦分布函数
f (v) = 4π(
m
) e v 3 - mv2 2 2kT
2
2πkT
dN = 4π(
m
3-
)2 e
mv2
2kT v2dv
N
2πkT
反映理想气体在热动平衡条件下，各速率区间分 子数占总分子数的百分比的规律 .
三、三种统计速率
1. 最概然速率 vp
f (v)
f max
df (v) = 0 dv v= vp
根据分布函数可求得
率 vrms .
解: H = 0.002kg ?mol- 1
O = 0.032kg ?mol- 1
R = 8.31J 鬃K- 1 mol- 1 T = 300K
vrms =
3RT
氢气分子 氧气分子
vrms = 1.93醋103 m s- 1
vrms = 483m ?s- 1
例2. 已知分子数N ，分子质量m ，分布函数为f(v) ,