气动功率的构成

2017-09-25  来自: 永嘉县圣邦自动化仪表有限公司 浏览次数:278

在液压系统中,工作油从液压泵输出后流向下流,每流动压力p、体积V 的工作油,就向下流传送pV 的机械能。这个能量与内能不同,不是流体固有的能量,而是流体流动过程中从上流向下流传送的能量。压缩空气在压缩状态下流动时,与液体一样传送该能量,我们称该能量为压缩空气的传送能。

  压缩空气与液体不同,在传送传送能的同时,如前所述还具有利用其膨胀性进行对外做功的能力,我们称利用膨胀对外做功的能量为压缩空气的膨胀能。

  压缩空气的有效能由这两部分构成:

  1)传送能(Transmission Energy)

  由于有效能是以大气状态为基准的相对能量,传送能中对大气做功的部分必须减去。这样,压缩空气的传送能可用下式表示:

  Et=(p-pa)V

  对时间进行微分得压缩空气的传送功率:

  Pt=(p-pa)Q

  2)膨胀能(Expansion Energy)

  压缩空气的膨胀能可用它的最大膨胀功来表示,采用等温膨胀可求得该膨胀功。与传送能一样,膨胀功中减去对大气做功的部分,就是有效能。

  储存在固定容器中的压缩空气没有传送能,其有效能仅为膨胀能,可用上式算出。

  

气动功率的构成


  图3 表示的是体积流量为1.0m3/min(ANR)的压缩

  空气的气动功率。其中,灰色部分表示的是传送功率,网格部分表示的是膨胀功率。如图所示,随着压力的上升,两个功率都在上升。在大气压附近,膨胀功率很小,传送功率占据支配地位。但随着压力上升到0.52MPa时,两个功率变为相等。压力再向上升,膨胀功率超过50%继续上升。

  由此可见,由于空气的压缩性而产生的膨胀功率在气动功率中占据很大的比率,在评价和利用空气的能量时,必须考虑这部分能量。当前气缸的驱动回路中,膨胀能基本都没有得到利用,这也是导致气缸效率低下的原因之一。

关键词: 气动功率的构成           

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