1.2　氣動技術(shù)基礎(chǔ)知識

氣壓傳動是以壓縮空氣作為工作介質(zhì)進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。應用非常廣泛，尤其是輕工、食品工業(yè)、化工。但空氣的可壓縮性極大地限制了氣壓傳動傳遞的功率，一般工作壓力較低（0.3～1MPa），總輸出力不宜大于10～40kN，且工作速度穩(wěn)定性較差。壓縮空氣在氣動系統(tǒng)中的主要作用是決定傳感器的狀態(tài)、處理信號、通過控制元件控制執(zhí)行機構(gòu)、實現(xiàn)動作（執(zhí)行元件）。

1.2.1　空氣的物理性質(zhì)

含水蒸氣的空氣稱為濕空氣（大氣中的空氣基本都是濕空氣），不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。

（1）干空氣的組成　見表1-7。

（2）空氣的物理性質(zhì)　見表1-8。

1.2.2　氣體的狀態(tài)方程

氣體的三個狀態(tài)參數(shù)是壓力p、溫度T和體積V。 氣體狀態(tài)方程是描述氣體處于某一平衡狀態(tài)時，這三個參數(shù)之間的關(guān)系。

理想氣體是指沒有黏性的氣體。一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)變化的某一穩(wěn)定瞬時，氣體狀態(tài)方程，如式（1-1）、式（1-2）所示。

（1-1）

p=ρRT（1-2）

式中，p為氣體在某一狀態(tài)下的絕對壓力，Pa；V為氣體在某一狀態(tài)下的體積，m³；T為氣體在某一狀態(tài)下的熱力學溫度，K；ρ為氣體的密度（kg/m³）；R為氣體常數(shù)，J/（kg·K）。其中，干空氣R_g=287.1J/（kg·K），濕空氣R_s=462.05J/（kg·K）。

由于實際氣體具有黏性，因而嚴格地講它并不完全符合理想氣體方程式。理想氣體狀態(tài)方程式適用（空氣、氧氣、氮氣）參數(shù)性能范圍見表1-9。

1.2.3　理想氣體的狀態(tài)變化過程

ρ、V、T的變化決定了氣體的不同狀態(tài)，在狀態(tài)變化過程中加上限制條件時，理想氣體的狀態(tài)變化過程見表1-10。

1.2.4　氣體流動規(guī)律

（1）氣體流動基本方程　見表1-11。

（2）聲速與馬赫數(shù)　見表1-12。

（3）氣體在管道中的流動特性　見表1-13。

1.2.5　氣動元件的通流能力

氣動元件的通流能力是指單位時間內(nèi)通過閥、管路等的氣體質(zhì)量。目前通流能力可以采用有效截面積S和質(zhì)量流量q表示。通流能力的表示參數(shù)見表1-14。