Ефремова, В.Н. Пильгунов ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Рассмотрены термодинамические процессы изменения состояния сжатого воздуха, являющегося рабочим телом пневматических устройств систем автоматики. <...> Подробно описаны процессы истечения сжатого воздуха через отверстия и насадки, а также процессы заполнения и опорожнения пневматических емкостей постоянного и переменного объемов применительно к работе ресиверов и линейного пневматического привода. <...> Н.Э. Баумана, изучающих дисциплины «Пневматический привод и средства автоматики», «Технические средства автоматики», «Основы научного и инженерного эксперимента», а также для студентов, изучающих пневматический привод различных машин-автоматов. <...> Н.Э. Баумана, 2013 ВВОДНАЯ ЧАСТЬ Пневматические системы, широко применяемые в промышленности в случаях, когда не требуются большие силы для преодоления нагрузки и высокая точность позиционирования, имеют в своем составе пневматический привод (пневмопривод) и элементы управления пневмоприводом. <...> Типовая схема следящего пневмопривода с цифровым управлением представлена на рис. <...> Типовая схема следящего пневмопривода 3 В качестве исполнительного двигателя используется пневмоцилиндр с проходным штоком, который преодолевает нагрузку со всеми видами ее составляющих: ax , PK dx dxK K x P 2 dt dt 2 v 0 (В1) где Kad 2 x/dt 2 – инерционная составляющая; Kv dx/dt – скоростная составляющая; Kxx – позиционная составляющая; P0 – постоянная составляющая; x – перемещение штока. <...> Управляющим элементом системы является пневматический распределитель с электромагнитным пропорциональным управлением. <...> Cтабилизация давления p0 источника питания ограниченной мощности обеспечивается пневматической емкостью V0. <...> Для исследования процессов заполнения и опорожнения пневматической емкости предусмотрены краны К1, К2, К3 и дроссели 1, 2, 3. <...> В качестве рабочего тела в подавляющем <...>
Физические_основы_пневматических_систем.pdf
УДК 62-85(075.8)
ББК 34.447
Е92
Рецензенты: В.И. Голубев, А.В. Яковлев
Ефремова К. Д.
Е92
Физические основы пневматических систем : учеб. пособие /
К. Д. Ефремова, В. Н. Пильгунов. – М. : Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2013. 48, [4] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-3718-4
Изложены физические основы пневматических систем, широко
применяемых в производственных процессах разных отраслей
промышленности. Рассмотрены термодинамические процессы изменения
состояния сжатого воздуха, являющегося рабочим телом
пневматических устройств систем автоматики. Подробно описаны
процессы истечения сжатого воздуха через отверстия и насадки, а
также процессы заполнения и опорожнения пневматических емкостей
постоянного и переменного объемов применительно к работе
ресиверов и линейного пневматического привода. Приведены примеры
расчета динамических характеристик пневматического привода,
в том числе следящего.
Для студентов 5-го курса МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих
дисциплины «Пневматический привод и средства автоматики»,
«Технические средства автоматики», «Основы научного и инженерного
эксперимента», а также для студентов, изучающих пневматический
привод различных машин-автоматов.
УДК 62-85(075.8)
ББК 34.447
ISBN 978-5-7038-3718-4
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Вводная часть ............................................................................................. 3
1.Термодинамические процессы .............................................................. 6
1.1. Параметры газа ............................................................................. 6
1.2. Уравнения состояния газа ........................................................... 7
1.3. Термодинамические процессы изменения состояния газа ....... 9
1.3.1. Изотермический процесс ................................................... 10
1.3.2. Изохорический процесс ..................................................... 11
1.3.3. Изобарический процесс ..................................................... 11
1.3.4. Адиабатический процесс ................................................... 12
1.3.5. Политропический процесс ................................................. 14
1.4. Термодинамические процессы в условиях тепломассообмена
........................................................................................... 17
2. Движение сжатого воздуха в камерах и каналах пневматических
устройств ...................................................................................... 22
2.1. Уравнение движения идеального газа в адиабатическом процессе
.............................................................................................. 22
2.2. Уравнение движения реального газа .......................................... 25
2.3. Опорожнение пневматической емкости ограниченного
объема ........................................................................................... 29
2.4. Заполнение пневматической емкости ограниченного
объема ............................................................................................ 32
2.5. Движение воздуха в трубопроводе ............................................. 33
2.6. Математическая модель следящего пневматического
привода ........................................................................................... 36
2.6.1. Заполнение пневматической емкости переменного
объема .................................................................................. 37
2.6.2. Опорожнение пневматической емкости переменного
объема ................................................................................... 39
2.6.3. Заполнение пневматической емкости переменного
объема с одновременным ее опорожнением .................... 41
48
Стр.48
2.7. Обобщенная математическая модель следящего пневматического
привода с цифровым управлением ..................................... 42
3. Исследование следящего пневматического привода .......................... 45
3.1. Заполнение пневматической емкости постоянного объема ..... 45
3.2. Опорожнение пневматической емкости постоянного
объема ........................................................................................... 45
3.3. Исследование особенностей работы следящего пневматического
привода ................................................................................. 46
Литература .................................................................................................. 47
49
Стр.49