A gáztörvények alkalmazása a gépészetben. A gázkisülés technikai alkalmazása A gázkisülés elektromos, optikai és termikus jelenségek összessége, amelyek az elektromos áram áthaladását kísérik.

A gázok számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek nélkülözhetetlenek nagyon sok műszaki eszközben. A (3.9.9) állapotegyenlet segítségével megállapítható a gázok viselkedésének minden olyan jellemzője, amely lehetővé teszi azok gyakorlati felhasználását.
Gáz – összenyomott rugalmas test
Amint az állapotegyenletből következik, a gáz által az edény falára gyakorolt nyomás
(Z-11-1)
Ez a nyomás csak m -> 0 (szinte nincs gáz) vagy V -* oo (a gáz korlátlanul tágul), és T -1 > O (a gázmolekulák nem mozognak) esetén tűnik el.
A falakra ható gáznyomás F = pS ereje a rugalmas erő egy sajátos formája. A gáz olyan, mint egy rugó, amely mindig össze van nyomva. Fontos, hogy egy kis tömegű gáz viszonylag nagy nyomást tudjon létrehozni.
Gáznyomás szabályozás
A gáz nyomása a térfogatának vagy hőmérsékletének változtatásával változtatható. Ezenkívül a gáznyomás ereje könnyen beállítható anélkül, hogy a térfogatát vagy a hőmérsékletét megváltoztatná. A gáz egy összenyomott „rugó”, amelynek „merevsége” gyorsan megváltoztatható a gáznyomásnak a tömegétől való egyenesen arányos függésével (lásd a (3.11.1) képletet). A gáz tömegének növelésével bármely zárt térben növelhetjük a nyomást. Teszik ezt például úgy, hogy egy autógumit vagy egy futballlabdát levegővel fújnak fel. Azáltal, hogy a gáz egy részét kiengedjük az edényből, annak nyomása csökken.
A gázok nagy összenyomhatósága
A gázok, különösen a légköri nyomáshoz közeli nyomáson, könnyen összenyomhatók a folyadékokhoz és szilárd anyagokhoz képest. Ez azt jelenti, hogy a nyomás kis változása észrevehetően megváltoztatja a térfogatukat. Ezzel szemben a jelentős térfogatváltozás nem vezet nagy nyomásváltozáshoz.
A gáz nagy összenyomhatósága miatt nyomásereje táguláskor vagy összenyomódáskor alig változik. Ezért a gáz, megnyomva a dugattyút, jelentős mennyiségű munkát végez nagy távolságon.
A gázok jó összenyomhatósága lehetővé teszi, hogy nagy mennyiségben, kényelmesen tárolható palackokban tárolják őket. A sűrített földgázt vezetékeken keresztül szállítják több ezer kilométeres távolságra.
A gáz térfogatának függése a hőmérséklettől
A gázok térfogata a hőmérséklet emelkedésével jelentősen megnő. 1 °C-kal melegítve a gáz térfogata állandó nyomáson több százszor nagyobb, mint a folyékony és szilárd testek térfogata.
A gázok összes felsorolt tulajdonságát felhasználják a technológiában.
Gáz – lengéscsillapító

Rizs. 3.16
Így működik egy autó vagy kerékpár gumi. Amikor a kerék nekiütközik egy ütésnek, az abroncs a benne lévő levegővel deformálódik (3.16. ábra), és a keréktengely által kapott lökés jelentősen megenyhül. Ha az abroncs merev lenne, a tengely felugrott az ütés magasságáig vagy még többet.
Gáz – a motorok működő teste
A gázok nagy összenyomhatósága, nyomásuk és térfogatuk kifejezett hőmérsékletfüggősége a gázt „kényelmes” munkaközeggé teszi a sűrített gázzal üzemelő motorokban és a hőmotorokban.
A gáz tulajdonsága, hogy nem tartja meg alakját, alacsony sűrűsége és a nyomásszabályozás képessége az egyik legfejlettebb lengéscsillapítóvá teszi a gázt.

Sűrített gázzal, különösen sűrített levegővel működő motorokban a gáz (levegő) jó összenyomhatóságának köszönhetően kitágul, és szinte állandó nyomáson dolgozik. A sűrített levegő a dugattyúra nyomást gyakorolva kinyitja a buszok, metrószerelvények és elektromos vonatok ajtóit. A sűrített levegő hajtja meg a vasúti kocsik és teherautók légfékeinek dugattyúit. A pneumatikus kalapácsot és más pneumatikus szerszámokat sűrített levegő hajtja.
Még az űrhajókon is vannak kis sugárhajtóművek, amelyek sűrített gázzal - héliummal - működnek. Megfelelő módon irányítják a hajót.
Az autók, traktorok, repülőgépek és sugárhajtóművek belső égésű motorjaiban a magas hőmérsékletű gázokat munkafolyadékként használják, amelyek dugattyút, turbinát vagy rakétát hajtanak meg.
Ha éghető keveréket égetnek el egy hengerben (például benzin- és levegőgőzök), akkor a hőmérséklet meredeken megemelkedik, a dugattyúra nehezedő nyomás nő, és a gáz kitágulva a dugattyúlöket teljes hosszában működik (3.17. ábra). ).
A gyakorlatban csak a gáz használható hatékonyan munkafolyadékként a motorokban. Folyadék vagy szilárd anyag felmelegítése a gázéval azonos hőmérsékletre a dugattyú enyhe mozgását okozza.
Minden lőfegyver alapvetően hőmotor. A munkaközeg itt is gáz - robbanóanyagok égéstermékei. A gáznyomás ereje kitolja a golyót a furatból vagy a lövedéket a fegyver torkolatából. És elengedhetetlen, hogy ez az erő a csatorna teljes hosszában működjön. Ezért a golyó és a lövedék sebessége óriási: több száz méter másodpercenként.
ritkított gázok
A technológiában sikeresen alkalmazott gázok hasznos tulajdonságai bizonyos esetekben negatív szerepet játszanak. Nehéz megszabadulni a gáztól, vagyis nagyon alacsony nyomáson - vákuum állapotban - gázt juttatni egy edénybe, amikor a gázmolekulák nem egymással, hanem csak az edény falával ütköznek.
Sok esetben nagy vákuumra van szükség, főleg a katódsugárcsövekben és más vákuumberendezésekben. Néha nagyon nagy térfogatú vákuumot kell létrehozni, például hatalmas részecskegyorsítókban vagy a világűr szimulálására. Houston (USA) egyik legnagyobb szimulátorának átmérője 22 m, magassága pedig egy 15 emeletes épület (40 m). Amikor az űrhajósok leszálltak a Holdra, a tartalék személyzet ugyanazokat a műveleteket végezte el a szimulátorban. Ez lehetővé tette az űrhajósok tevékenységének irányítását előre nem látható balesetek esetén.
Nagy vákuumra sok más célra is szükség van, különösen fémek oxidmentes olvasztásához, hőszigetelés kialakításához, például termoszokban.
A hagyományos dugattyús szivattyúk a dugattyú és a hengerfalak közötti gázszivárgás miatt hatástalanná válnak. Segítségükkel nem lehet tized higanymilliméter alatti nyomást elérni. Különféle komplex eszközöket kell használni a gázok szivattyúzásához.
Jelenleg 30 K hőmérsékleten akár 10-12 Pa nyomást is elértek. A folyékony hélium hőmérsékletére (= 5 K) lehűtve a nyomásnak 10-31 Pa-nak kell lennie. Ez a nyomás már nem mérhető. A gázkoncentráció ilyen nyomáson n ~ 3 10"11 m~3. Ez azt jelenti, hogy például egy molekula 3 évente egyszer átrepül egy 1 m-es oldalú kockán. Még a nyomás az intergalaktikus világűrben is sokkal nagyobb: 10 27 Pa. A galaxisunk belsejében a nyomás 10-15 Pa.

Izzókisülés - független gázkisülés, alacsony nyomáson. Az izzító kisülés két fő területet foglal magában: -1 - nem világító terület közvetlenül a katód mellett (katód sötét tér; -2 - világító terület (pozitív világító oszlop). Megjelenésés a paraméterek eloszlása normál izzító kisülésben

IZZÍTÁSKÜSÍTÉS ALKALMAZÁSA: A ZENAILITRONOKBAN A zener-dióda egy kételektródos gázkisüléses vagy félvezető eszköz, amelyen a feszültség kis mértékben változik a benne folyó áram változásával (bizonyos határok között). Az S. állandó feszültség fenntartására szolgál egy elektromos áramkör adott szakaszában, például feszültségstabilizátorokban. A zener-dióda bekapcsolásának sémája egy parametrikus feszültségszabályozóban

IZZÍTÁSKÜSÍTÉS ALKALMAZÁSA: THIRATRONOKBAN A tiratron egy háromelektródos ionos készülék izzó hidegkatóddal, vagy izzító kisüléssel a készüléket kitöltő gázközegben.T. széles körben használatosak elsősorban erős elektromos áramimpulzusok képzésére szolgáló áramkörökben (főleg kapcsolókészülékként a radarállomások adóinak modulátoraiban).

Szikrakisülés - - nem álló elektromos kisülés gázban, amely elektromos térben, legfeljebb több atmoszféra gáznyomáson lép fel. A szikrakisülés fényes cikk-cakk csatornák nyalábja. szikra, a gázok elektromos kisülésének egyik formája; általában atmoszférikus nagyságrendű nyomáson fordul elő, és jellegzetes hanghatás kíséri - egy szikra "repedése". Természetes körülmények között I. o. leggyakrabban villám formájában figyelhető meg

A SZIKRAMENTESÍTÉS ALKALMAZÁSA: I. r. számos műszaki alkalmazást találtak. Segítségével robbanások és égési folyamatok indulnak be, nagyfeszültségeket mérnek; spektroszkópiai elemzésben, elektromos áramköri kapcsolókban, nagy pontosságú fémmegmunkáláshoz használják. A szikrakisülés anyagra gyakorolt specifikus hatásán alapul. Lehetővé teszi nagy pontosságú és alacsony felületi érdességű termékek előállítását Electrospark ceruza. Scheme Hordozható elektromos szikrahiba érzékelő

Az ívkisülés egy független gázkisülés, amely viszonylag alacsony feszültségen és nagy áramsűrűség mellett történik. Az ívkisülés fő oka a forró katód intenzív termikus emissziója. ALKALMAZÁS Az elektromos ív a gázban a független ívkisülés egyik fajtája, amelyben a kisülési jelenségek egy keskeny, fényesen izzó plazmaszálban összpontosulnak. Az elektródák vízszintes elrendezésével ez a zsinór a kisüléssel felmelegített gáz növekvő áramlásának hatására ív alakú.

ST. ELMO'S LIGHTS ST. ELMO'S LIGHTS (a koronakisülés egyik formája), elektromos kisülések a légkörben világító bojtok formájában, amelyek néha a földfelszín fölé emelkedő magas tárgyak éles végein figyelhetők meg. E. o. feszültség esetén alakult ki elektromos mező a csúcs közelében lévő légkörben eléri az 500 v/m nagyságrendű és magasabb értéket, ami leggyakrabban zivatar idején vagy annak közeledtével, illetve télen hóvihar idején fordul elő. Az E. o. fizikai természete szerint. a koronakisülés egy speciális formája. Korona kisülés Korona kisülés - elektromos korona; az elektródák közelében az elektromos tér kifejezett inhomogenitásával fordul elő. Hasonló mezők jönnek létre a nagyon nagy felületi görbületű elektródáknál (pontok, vékony vezetékek). A K. r. ezeket az elektródákat jellegzetes izzás veszi körül, amelyet koronának is neveznek. A korona gyakran magas hegyes tárgyakon jelenik meg az elektromos vezetékek körül.

A KORONA MENTESÍTÉS ALKALMAZÁSA: A K. r. az elektromos energia főként hőenergiává alakul - ütközéskor az ionok mozgásuk energiáját adják le semleges gázmolekuláknak. Ez a mechanizmus jelentős energiaveszteséget okoz a nagyfeszültségű távvezetékeken. Hasznos alkalmazás To. elektromos szűrőkben, elektromos festésben (különösen porfestéknél) található. Elektromos szűrő, berendezés a lebegő folyékony vagy szilárd részecskék eltávolítására az ipari gázokból e részecskék ionizálásával, amikor a gáz áthalad a koronakisülési tartományon, majd lerakódik az elektródákon

A gázok felhasználása a technológiában

Cél: A gázok tulajdonságainak és technológiai alkalmazásának tanulmányozása

nevelés: kialakítani a reflexiót, az egymás segítésének, támogatásának szokását a végrehajtás során, az elvégzendő feladathoz való lelkiismeretes hozzáállást;

fejlesztése: a beszéd, az emlékezet, a figyelem, a tantárgy iránti érdeklődés fejlesztése, a fizikai eszközökkel, tankönyvvel, kiegészítő szakirodalommal való munkavégzés képessége, a fő kiemelésének, az ismeretek gyakorlati alkalmazásának képessége.

Az órák alatt

Org. pillanat Házi feladat ellenőrzése (teszt) A tanulók munkájának csoportos szervezése Csoportok teljesítménye Házi feladat - 4.8 bekezdés

I lehetőség

1. Az anyag mennyiségét a következőképpen mérik:

A. Molekulák

B. atomok

G. kilogramm

E. kg/mol

2. A moláris tömeg:

A. anyagtömeg

B. egy mól anyag tömege

B. relatív molekulatömeg

D. egy molekula tömege (egy atom)

D. anyagmennyiség

E. A szénatom tömegének 1/12-e

3. Avogadro-állandó számszerűen egyenlő:

4. Az izoterm folyamat ütemezése a következő:

A. parabola

B. egyenes

B. szaggatott vonal

G. köbös parabola

D. hiperbola

E. ellipszis

5. Gay-Lussac törvénye matematikailag a következőképpen van leírva:

6. Az anyag mennyisége megegyezik az aránnyal:

G. az anyag tömege a moláris tömeghez viszonyítva

7. A Clapeyron-egyenletben szereplő állandó értéket:

A. állandó Avogadro

B. Boltzmann állandó

B. univerzális gázállandó

G. abszolút hőmérséklet

D. anyagmennyiség

E. moláris tömeg

8. Izoterm eljárással:

9. Izobár fűtéssel:

D. a hőmérséklet emelkedik és a nyomás csökken

10. Izoterm kompresszió alatt:

V. térfogat nő és nyomás csökken

II lehetőség

1. A moláris tömeg mérése:

A. Molekulák

B. atomok

G. kilogramm

E. kg/mol

2. Károly törvénye matematikailag a következőképpen van felírva:

3. Az izochor folyamat grafikonja a következő:

A. parabola

B. egyenes

B. szaggatott vonal

G. köbös parabola

D. hiperbola

E. ellipszis

4. A Boltzmann-állandó numerikusan egyenlő:

5. Az abszolút hőmérséklet mérése: A. Fahrenheit-fok

B. Celsius fok

V. fok Réaumur

G. Kelvinach

E. hőmérők

6. Avogadro állandója:

A. egy mól anyag tömege

B. az anyag egységnyi térfogatára jutó molekulák száma

B. az anyag egy móljában lévő molekulák száma

D. univerzális gázállandó

D. az anyag tömegének és moláris tömegének aránya

E. az anyag molekuláinak számának aránya az anyag egy móljában lévő molekulák számához

7. Az anyag mennyisége megegyezik az aránnyal:

A. A molekula (atom) tömege a moláris tömeghez viszonyítva

B. moláris tömeg az Avogadro-állandóhoz

B. az anyag tömege a relatív molekulatömeghez viszonyítva

G. a molekulák (atomok) száma az Avogadro-állandóhoz

D. a molekulák (atomok) száma a moláris tömeghez viszonyítva

E. egy molekula (atom) tömege az Avogadro-állandóhoz

8. Izobár eljárással:

A. a nyomás növekedésével a térfogat csökken

B. növekvő nyomással a térfogat nő

B. nyomás és térfogat nem változik

G. ha a nyomás csökken, a térfogat csökken

D. a hőmérséklet növekedésével a térfogat nő

E. a térfogat növekedésével a hőmérséklet csökken

9. Izochor hűtéssel:

A. nyomás és hőmérséklet változatlan

B. a hőmérséklet emelkedik, és a nyomás nő

B. a hőmérséklet állandó, a nyomás pedig növekszik

G. a térfogat nő, de a nyomás változatlan marad

D. a hőmérséklet és a nyomás csökkenése

E. térfogata és hőmérséklete változatlan

10. Izoterm expanzióval:

V. A hőmérséklet állandó és a nyomás csökken

B. a hőmérséklet állandó és a nyomás növekszik

B. a hőmérséklet nő és a nyomás csökken

D. térfogat és nyomás csökken

D. térfogat és hőmérséklet csökkenés

E. nyomás és hőmérséklet változatlan.

Helyes válaszok:

I. lehetőség – B B E D D D C A D B

II. lehetőség – E G B D D C D E Y A

A tesztfeladat eredményeinek értékelésének kritériumai:

9-10 helyes - "5"

8 helyes - "4"

6-7 helyes - "3"

< 6 верно – «2»

Gyenge tanulóknak fizikai diktálást kínálnak

P*V=const - a folyamat _______ képlete Az izobár folyamat grafikonja _______ Csökkenő hőmérsékletű izokor folyamatban a nyomás ________ A Gay-Lussac törvény szerint térfogatnövekedés esetén a nyomás _________ V /T=const a törvény képlete _________ A Boyle-Mariotte törvény szerint az állandó érték _________ Izobár fűtés - amikor a hőmérséklet emelkedik, és a nyomás ________ A három grafikon közül - izobárok, izotermák, izokorok _______ Izoterm kompresszió esetén a hőmérséklet állandó, a nyomás pedig _______ Az izobár folyamatban az állandó érték _______

Az osztály csoportokra oszlik, a megadott anyagok szerint a tanulók klasztert készítenek és azt megvédik.

A gázok tulajdonságai

Gáz (gáz halmazállapotú) (a holland. gas, visszamegy a másik görög. hpt) - az anyag négy halmazállapotának egyike, amelyet az alkotó részecskék (molekulák, atomok vagy ionok) közötti nagyon gyenge kötések jellemeznek, valamint nagy mobilitásuk. A gázrészecskék szinte szabadon és kaotikusan mozognak az ütközések közötti intervallumokban, amelyek során mozgásuk jellegében éles változás következik be. A "gáz" kifejezés olyan anyagként is definiálható, amelynek hőmérséklete megegyezik a kritikus ponttal, vagy meghaladja azt, ezen a hőmérsékleten a gáz összenyomása nem vezet folyadék képződéséhez. Ez a különbség a gáz és a gőz között. A nyomás növelésekor a telített gőz részben folyadékká alakul, a gáz nem.

Egy anyag gáz halmazállapota olyan körülmények között, amikor ugyanazon anyag stabil folyékony vagy szilárd fázisát általában gőznek nevezik.

A folyadékokhoz hasonlóan a gázok is folyékonyak és ellenállnak a deformációnak. A folyadékokkal ellentétben a gázoknak nincs rögzített térfogatuk, és nem képeznek szabad felületet, hanem hajlamosak a teljes rendelkezésre álló térfogatot kitölteni (például egy edényt).

A gáz halmazállapotú az Univerzumban az anyag legelterjedtebb állapota (csillagközi anyag, ködök, csillagok, bolygói légkör stb.). Által kémiai tulajdonságok A gázok és keverékeik nagyon változatosak – az alacsony aktivitású inert gázoktól a robbanásveszélyes gázkeverékekig. A "gáz" fogalmát néha nemcsak atomok és molekulák aggregátumaira, hanem más részecskék aggregátumaira is kiterjesztik - fotonokra, elektronokra, Brown-részecskékre és a plazmára is.

A gázmolekulák hőmozgásának legfontosabb jellemzője a rendezetlen (kaotikus) mozgás. A Brown-mozgás kísérleti bizonyítéka is a molekulák mozgásának folytonos természetének.

A diffúzió az egyik anyag molekuláinak spontán behatolásának jelensége a másikba. Az anyagok kölcsönös diffúziója következtében koncentrációjuk fokozatosan kiegyenlítődik az általuk elfoglalt térfogat minden területén. Megállapítást nyert, hogy a diffúziós folyamat sebessége az anyagok típusától és a hőmérséklettől függ.

A molekulák mozgásának véletlenszerűségét megerősítő egyik legérdekesebb jelenség a Brown-mozgás, amely egy gázban szuszpendált anyag mikroszkopikus részecskéinek hőmozgásában nyilvánul meg. Ezt a jelenséget először 1827-ben R. Brown figyelte meg, akinek a nevéről kapta a nevét. Az ilyen részecskék mozgásának véletlenszerűségét a gázmolekulákból egy részecskére különböző irányokból érkező impulzusok véletlenszerű természete magyarázza. A Brown-mozgás annál észrevehetőbb, minél kisebb a részecske és annál magasabb a rendszer hőmérséklete. A hőmérséklettől való függés azt jelzi, hogy a molekulák kaotikus mozgásának sebessége a hőmérséklet emelkedésével növekszik, ezért nevezik hőmozgásnak.

gáz mint

A lengéscsillapító biztonságosan nevezhető bármely autó felfüggesztésének legfontosabb elemének. E kis csomó nélkül a vezetés egyszerűen elviselhetetlen lenne a karosszéria folyamatos függőleges kilengése miatt. Az autó lengéscsillapítója egyfajta csillapító szerepét tölti be, csillapítja a rugók, rugók vagy torziós rudak rezgését. Az autó karosszériájának tömege úgy oszlik el a felfüggesztés rugók között, hogy az utóbbiak az autó tömegétől és a rugók merevségétől függően folyamatosan egy bizonyos mértékben összenyomódnak. Így az autó minden kereke képes felfelé és lefelé mozogni a testhez képest. Ennek köszönhetően az egyes kerekek állandó érintkezése az útfelülettel elérhető, függetlenül attól, hogy a kerék ütközésnek vagy lyuknak ütközik. De ha nem lenne lengéscsillapító, akkor az úttal való érintkezés nem lenne állandó a rugók rezgései miatt. Valószínűleg sokan ismerik azokat az érzéseket, amikor az autó kerekei a legkisebb ütésnél is ugrálni kezdenek, és még 30 km/h-s sebességnél is romlik az autó feletti irányítás. Az ilyen tünetek csak a meghibásodott lengéscsillapítóról beszélnek. A fentiekből érthető, hogy a lengéscsillapító a rugók túlzott rezgéseinek csillapítására szolgál, és biztosítja a kerekek állandó érintkezését az útfelülettel. Lengéscsillapítók fajtái Ha bármelyik sofőrt megkérdezi, hogy milyen típusú lengéscsillapítókat ismer, a válasz valami ilyesmi lesz: olaj, gázolaj és gáz. És ez alapvetően rossz, mivel abszolút minden autó lengéscsillapítója tartalmaz olajat vagy más folyadékot (erről később). Helyesebben a lengéscsillapítók olajra és gázra oszthatók. És ha nem érint mindenféle pneumatikus és állítható felfüggesztést, akkor vannak egy- és kétcsöves lengéscsillapítók. Duplacsöves olajos (hidraulikus) lengéscsillapító A hidraulikus duplacsöves lengéscsillapító a legegyszerűbb, legolcsóbb és sajnos a leginstabilabb. A duplacsöves lengéscsillapító a következő alkatrészekből áll: hengeres test (tartály); munkahenger; a munkahengerbe épített közvetlen löket (kompressziós) szelep; dugattyú; dugattyúba épített fordított löketű szelep (visszapattanó); Készlet; burkolat. A munkahenger a lengéscsillapító házban található, amely egyben tartályként is szolgál, és bizonyos mennyiségű olajjal van feltöltve. A dugattyú a rúdhoz van csatlakoztatva, és a munkahengerben található. Az ilyen lengéscsillapító működési elve nagyon egyszerű. Kompressziós munka során a dugattyú a rúddal lefelé mozdul el, és az olajat az elülső löketű szelepen keresztül kiszorítja a munkahengerből a lengéscsillapító testbe. Ebben az esetben a tartály felső részében lévő levegő kissé összenyomódik. Visszapattanáskor a dugattyú az ellenkező irányba mozog, és a visszafutásgátló szelepen keresztül megkerüli az olajat a házból a munkahengerbe. A hidraulikus lengéscsillapítónak számos komoly hátránya van. A fő hátrány a hőség. Mint tudják, az egyik energia kialudása egy másik megjelenését eredményezi, és a lengéscsillapítóban - a rugó kompenzált rezgései átalakulnak, és az olaj ennek megfelelően felmelegszik. A kétcsöves kialakítás és a viszonylag kis térfogat miatt az olaj gyorsan felmelegszik, de rosszul hűl. Ez a probléma automatikusan generálja a következőt - olajhabzást. Ez ellen nincs mód, de a tapasztalt autósok nagyon gyakran úgy próbálnak megszabadulni a levegőztetéstől, hogy egy új lengéscsillapítót olajjal töltenek fel, amit „szemgolyóig” hívnak.

A gáz, mint a motorok munkafolyadéka

Munkahő - a hőtechnikában és a termodinamikában egy feltételes, nem cserélhető anyagtest, amely tágul, amikor hőt juttatnak neki, és összehúzódik, amikor lehűl, és amikor a hőgép munkateste mozog. Az elméleti fejlesztések során a munkaközeg általában ideális gáz tulajdonságaival rendelkezik.

A gyakorlatban a hőgépek munkaközege a szénhidrogén üzemanyagok (benzin, gázolaj stb.) vagy vízgőz égéstermékei, amelyek magas termodinamikai paraméterekkel (kezdeti hőmérséklet, nyomás, fordulatszám, stb.) rendelkeznek.

A hűtőgépek freont, héliumot,

THERMAL ENGINE, egy gép a hőenergia mechanikai munkává alakítására. A hőmotorban a gáz kitágul, ami rányomja a dugattyút, ami mozgásba hozza, vagy a turbinakerék lapátjait, forogásra késztetve. Dugattyús motorok például a gőzgépek és a belső égésű (és dízel) motorok. A motorturbinák gáz (például repülőgép-turbóhajtóműben) és gőz.

A dugattyús hőmotorokban a forró gáz kitágul a hengerben, mozgatja a dugattyút, és ezáltal mechanikai munkát végez. A dugattyú egyenes vonalú oda-vissza mozgásának tengelyré alakításához általában forgattyús mechanizmust használnak.

Külső égésű motorokban (például gőzgépekben) a munkafolyadékot a motoron kívüli tüzelőanyag elégetésével melegítik, és magas hőmérsékleten és nyomáson gázt (gőzt) táplálnak be a hengerbe. A dugattyút tágítva és mozgatva a gáz lehűl, nyomása pedig közel légköri nyomásra csökken. Ezt a kipufogógázt eltávolítják a hengerből, majd a dugattyú eredeti helyzetébe való visszatérése után egy új gázadagot vezetnek be (egyes működésű motoroknál - egyoldali bemenettel), vagy a hátsó oldalról. a dugattyú (kettős működésű motorokban). Ez utóbbi esetben a dugattyú visszatér eredeti helyzetébe egy táguló új gázadag hatására, az egyszeres működésű motoroknál pedig a dugattyú a forgattyús tengelyre szerelt lendkerék segítségével tér vissza eredeti helyzetébe. A kettős működésű motoroknál a tengely minden fordulatánál két munkalöket, az egyszeres működésű motoroknál pedig csak egy; ezért az első motorok kétszer erősebbek azonos méretekkel és fordulatszámmal.

A belső égésű motorokban a dugattyút mozgató forró gázt az üzemanyag és a levegő keverékének közvetlenül a hengerben történő elégetésével nyerik.

A motorokban a munkafolyadék és a kipufogógáz friss részeinek ellátására szeleprendszert használnak. A gázellátás és -kibocsátás a dugattyú szigorúan meghatározott helyzeteiben történik, amelyet egy speciális mechanizmus biztosít, amely szabályozza a szívó- és kipufogószelepek működését.

ritkított gázok

A molekulák szabad útjának hossza fordítottan arányos a gáz nyomásával. A gáz ritkulásával természetesen növekszik, elérve például az 1 cm-t 0,009 Hgmm nyomáson. Művészet. és több kilométer magas ritkaságnál (magas). Ilyen körülmények között, amikor az átlagos úthossz sokkal nagyobb lesz, mint az edény mérete, a gázmolekulák közötti ütközések viszonylag ritkán fordulnak elő, és minden adott molekula az edény egyik falától a másikig repül, többnyire anélkül, hogy ütközne másokkal. molekulák. Ennek eredményeként az olyan tulajdonságok, mint a viszkozitás, diffúzió, hővezető képesség, amelyek elsősorban az intermolekuláris ütközésektől függnek, jelentősen megváltoznak. A gázok hővezető képességének nagyon erős csökkenését nagyvákuumban gyakorlatilag termoszokban, ipari és laboratóriumi Dewar edényekben alkalmazzák. A hőszigetelést elsősorban az éri el bennük, hogy az edények duplafalúak, és a köztük lévő térben nagy vákuum keletkezik.

James Dewar skót kémikus (1842-1923). Nagy mennyiségű folyékony oxigént készített elő, amit egy általa feltalált edényben, a Dewar-edényben tárolt. A Dewar-edény egy duplafalú lombik, amely közötti térből levegőt szivattyúznak ki, a falak közötti ritkított gáz hővezető képessége olyan kicsi, hogy az edénybe helyezett anyag hőmérséklete hosszú ideig állandó marad. A hőátadás folyamatának további lassítása érdekében a Dewar ezüstözte az edény falait (a háztartási termosz csak egy dugós Dewar-edény.)

mély vákuum

Mélyvákuum eléréséhez, például 10-6 Hgmm nagyságrendű. Art., használja az úgynevezett diffúziós szivattyúkat. A diffúziós szivattyúknak két fő típusa van: higany és olaj. Egyfokozatúak és többlépcsősek, leggyakrabban kétlépcsősek.

Mély vákuumot szerezni

ábrán Az 1. ábra egy üvegdiffúziós higanyszivattyú diagramját mutatja. Egy 1 tartályból áll, amelyben higany csatlakozik a hűtőszekrényhez 2. A higanyt gázégővel vagy elektromos kemencével melegítik fel. A higanygőz a 3. csövön keresztül felemelkedik, belép a hűtőszekrénybe, ahol lecsapódik és visszatér a tartályba / a 4. csövön keresztül. A szivattyú működési elve azon a tényen alapul, hogy a higanygőz részleges lecsapódása miatt a hűtőszekrény belsejében a vége közelében Az 5. csőben a higanygőz (vagy más folyadék) nyomása csökkenni látszik. Ezért a 6 csőben lévő gáz a csökkentett nyomású területre diffundál, majd a 7 cső a berendezés elővákuum részébe kerül.

Viszonylag nagy nyomás mellett az 5. csövet elhagyó higanygőz, amely a cső végének közelében található gázmolekulákkal ütközik, minden irányban visszaverődik. Ugyanakkor a 6-os csőben lévő gáz bediffundál a szembejövő higanygőz áramlásába, amelynek még nem volt ideje lecsapódni. Ilyen esetekben nem szabad higanydiffúziós pumpát használni.

A diffúziós szivattyú működése során gondosan ellenőrizni kell a kondenzációs rész megfelelő hűtését. Vízzel kell ellátni a hűtőszekrényt, mielőtt a kemence melegíteni kezdene a higannyos tartály alatt, és le kell kapcsolni, miután a higany már nem forr. A szivattyú fűtését azonban csak az elülső vákuum létrehozása után szabad bekapcsolni.

A telepítés bármilyen meghibásodása esetén a higanyszivattyú fűtését azonnal le kell kapcsolni, és a teljes lehűlésig semmit sem szabad tenni a hiba vagy baleset elhárítására. A baleset okai lehetnek: a hűtőszekrény túlmelegedése a víz áramlásának leállítása vagy lelassulása következtében, a hűtőszekrény meghibásodása a forró készüléken keresztüli fokozott vízáramlás miatt. Ha a nyomás a berendezésben megemelkedik, a higany nem forr, és hőmérséklete emelkedni kezd. A túlhevült higany hirtelen felforrásakor is előfordulhat baleset.

10-6 Hgmm nagyságrendű vákuum eléréséhez. Művészet. két egyfokozatú vagy egy kétfokozatú szivattyút sorba kell szerelni.

ábrán A 2. ábrán egy kétfokozatú, olajba merülő, nagyvákuumú diffúziós szivattyú látható belső elektromos fűtéssel. Az olajat legfeljebb 60-70 cm3-ben szabad beleönteni. Ügyelni kell arra, hogy a fűtőtestet teljesen befedje egy legfeljebb 2 mm vastag diffúziós ásványi réteg. A túl sok olaj megzavarhatja a normál működést, mivel késleltetett felforralást okoz. Körülbelül 15 perc bemelegítés után a diffúziós szivattyú működésbe lép. Ha akarod; kapcsolja ki a szivattyút, először kapcsolja ki az elektromos fűtést, hagyja lehűlni az olajat kb. 400 C-ra, és csak ezután kapcsolja ki a hűtést és szellőztesse ki a szivattyút.

A diffúziós olajat időnként friss olajjal kell helyettesíteni. A diffúziós olaj alkalmasságát a színe alapján lehet megítélni: az erősen színezett olaj munkára alkalmatlan.

Rizs. 1. Üveg higany diffúziós szivattyú

Rizs. 2 Üveg nagyvákuumú olaj, kétfokozatú diffúziós szivattyú.

Az olajnak a műszerből való eltávolítása után a szivattyú belsejét szén-tetrakloriddal átöblítjük. A szivattyú olajjal való feltöltése előtt az összes oldószer maradékot teljesen el kell távolítani.

Pneumatikus hajtás

gázrendszerek pneumatikus rendszerek pneumatika.

Pneumatikus hajtás

természetes konvekció

zárt cellák

elősűrített gáz keringés (zárt) és nem keringő

Az első irányba

Második irány

harmadik irány

légáramlat

A pneumatikus rendszerek mérnöki számításai a levegő sebességének és áramlási sebességének meghatározására korlátozódnak a tartályok (motor munkakamrái) töltése és ürítése során, valamint a csővezetékeken keresztül történő áramlásánál a helyi ellenállásokon keresztül. A levegő összenyomhatósága miatt ezek a számítások sokkal bonyolultabbak, mint a hidraulikus rendszereké, és csak különösen kritikus esetekben hajtják végre teljes körűen. A légáramlás folyamatainak teljes leírása speciális gázdinamikai tanfolyamokon található.

A levegő (gáz) áramlásának fő mintázatai ugyanazok, mint a folyadékoknál, azaz. megtörténik lemezesés viharosáramlási viszonyok, az áramlás állandó és instabil jellege, a csővezeték változó keresztmetszetéből adódó egyenletes és nem egyenletes áramlás, valamint az áramlások minden egyéb kinematikai és dinamikus jellemzője. A levegő alacsony viszkozitása és viszonylag nagy sebessége miatt az áramlás a legtöbb esetben turbulens.

Az ipari pneumatikus hajtóműveknél elegendő ismerni a légáramlás kialakult természetének törvényszerűségeit. A környezettel való hőcsere intenzitásától függően a levegő paraméterek kiszámítása a termodinamikai folyamat típusának figyelembevételével történik, amely lehet izoterm (teljes hőcserével és a feltétel teljesítésével) T= const) adiabatikusra (nincs hőátadás).

A működtetők nagy sebességénél és az ellenállásokon átáramló gáznál a kompressziós folyamat adiabatikusnak tekinthető az adiabatikus kitevővel k= 1,4. A gyakorlati számításokban az adiabatikus kitevőt a politropikus kitevővel helyettesítjük (általában n= 1,3…1,35), amely lehetővé teszi a légsúrlódásból és az esetleges hőátadásból származó veszteségek figyelembevételét.

Valós körülmények között elkerülhetetlenül bekövetkezik némi hőcsere a levegő és a rendszer részei között, és a levegő állapotában az úgynevezett politropikus változás következik be. A valós folyamatok teljes körét ennek az állapotnak az egyenletei írják le

pV n= konst

ahol n- politropikus index, változó n= 1 (izoterm folyamat) ig n= 1,4 (adiabatikus folyamat).

A légáramlás számítása az ideális gáz jól ismert Bernoulli-féle mozgásegyenletén alapul

Az egyenlet feltételeit nyomásegységben fejezzük ki, ezért gyakran „nyomásnak” nevezik őket:
z - súlynyomás;
p - statikus nyomás;
- nagy sebességű vagy dinamikus nyomás.

A gyakorlatban a súlynyomást gyakran figyelmen kívül hagyják, és a Bernoulli-egyenlet a következő alakot ölti

A statikus és dinamikus nyomás összegét össznyomásnak nevezzük. P0. Így kapunk

A gázrendszerek számításánál két alapvető különbséget kell szem előtt tartani a hidraulikus rendszerek számításától.

Az első különbség az, hogy nem a térfogati légáramot, hanem a tömeget határozzák meg. Ez lehetővé teszi a pneumatikus rendszerek különböző elemeinek paramétereinek egységesítését és összehasonlítását normál levegő esetén (ρ = 1,25 kg/m3, υ = 14,9 m2/s p= 101,3 kPa és t= 20 °C). Ebben az esetben a költségegyenletet a következőképpen írjuk fel

Q m1 = Q m2 vagy υ 1 V 1 S 1= υ 2 V 2 S 2

A második különbség az, hogy szuperszonikus légáramlási sebességeknél az áramlási sebességnek az ellenálláson átívelő nyomáseséstől való függésének jellege megváltozik. Ebben a tekintetben léteznek szubkritikus és szuperkritikus légáramlási rezsimek. E kifejezések jelentését az alábbiakban ismertetjük.

Vegye figyelembe a gáz kiáramlását a tartályból egy kis lyukon keresztül, miközben állandó nyomást tart fenn a tartályban (11.1. ábra). Feltételezzük, hogy a tartály méretei olyan nagyok a kiömlő méretéhez képest, hogy teljesen figyelmen kívül hagyhatjuk a tartályon belüli gáz sebességét, és ebből következően a tartályban lévő gáz nyomása, hőmérséklete és sűrűsége az értékek p0, ρ 0 és T0.

11.1. ábra. A gáz kiáramlása egy vékony falon lévő lyukból

A gáz kiáramlási sebessége az összenyomhatatlan folyadék kiáramlásának képletéből határozható meg, pl.

A lyukon átáramló gáz tömegáramát a képlet határozza meg

ahol ω 0 a furat keresztmetszete.

Hozzáállás p/p 0 a gáz tágulási fokának nevezzük. A (11.7) képlet elemzése azt mutatja, hogy a gyök alatti kifejezés a szögletes zárójelben eltűnik, ha p/p 0= 1 és p/p 0= 0. Ez azt jelenti, hogy a nyomásviszony egy bizonyos értékénél a tömegáram eléri a maximumot Qmax. A gáztömegáram és a nyomás viszonyának diagramja p/p 0ábrán látható 11.2.

11.2. ábra. A gáz tömegáramának függése a nyomások arányától

Nyomásarány p/p 0, amelynél a tömegáram eléri maximális értékét, kritikusnak nevezzük. Kimutatható, hogy a kritikus nyomásviszony az

A 11.2. ábrán látható grafikonon látható, csökkenéssel p/p 0 a kritikus áramlási sebességhez képest csökkennie kell (szaggatott vonal) és at p/p 0= 0 áramlási értéknek egyenlőnek kell lennie nullával ( Q m= 0). Ez azonban valójában nem történik meg.

Valójában a megadott paraméterekkel p0, ρ 0 és T0 Az áramlási sebesség és a kiáramlási sebesség a tartályon kívüli nyomás csökkenésével nő p mindaddig, amíg ez a nyomás kisebb, mint a kritikus nyomás. Amikor a p nyomás elér egy kritikus értéket, az áramlási sebesség maximális lesz, és a kiáramlási sebesség eléri a helyi hangsebességgel megegyező kritikus értéket. A kritikus sebességet a jól ismert képlet határozza meg

Miután a sebesség elérte a hangsebességet a furat kimeneténél, az ellennyomás további csökkenése p nem vezethet a kiáramlási sebesség növekedéséhez, mivel a kis zavarok terjedésének elmélete szerint a tározó belső térfogata külső zavarok számára elérhetetlenné válik: egy hangsebességű áramlás "lezárja". Minden külső kis zavar nem tud behatolni a tározóba, mivel a zavar terjedési sebességével megegyező sebességű áramlás megakadályozza. Ebben az esetben az áramlási sebesség nem változik, marad a maximum, és az áramlási görbe vízszintes vonal formájában jelenik meg.

Így két áramlási zóna (régió) van:

szubkritikus rezsim, ahol

szuperkritikus rezsim, ahol

A szuperkritikus zónában a gáz kritikus tágulásának megfelelő maximális sebesség és áramlási sebesség van. Ez alapján a légáramlási sebességek meghatározásakor előzetesen a nyomásesés, majd az áramlási sebesség határozza meg a kiáramlási módot (zónát). A légsúrlódási veszteségeket a μ áramlási együttható veszi figyelembe, amely kellő pontossággal számítható ki összenyomhatatlan folyadékra vonatkozó képletekkel (μ = 0,1 ... 0,6).

Végül a képletek határozzák meg a sebességet és a maximális tömegáramot a szubkritikus zónában, figyelembe véve a sugár összenyomódását.

Sűrített levegő előkészítése

Az iparban különféle típusú levegőellátó gépeket használnak általános néven fúvók. Ha 0,015 MPa-ig túlnyomást hozunk létre, akkor ezeket hívják rajongókés 0,115 MPa feletti nyomáson - kompresszorok.

A ventilátorok a dinamikus működésű lapátos gépek közé tartoznak, és fő céljukon – a szellőztetésen – túlmenően pneumatikus szállítórendszerekben és alacsony nyomású pneumatikus automatizálási rendszerekben is használatosak.

A pneumatikus hajtóművekben 0,4 ... 1,0 MPa üzemi nyomású kompresszorok szolgálnak energiaforrásként. Lehetnek térfogati (általában dugattyús) vagy dinamikus (lapátos) működésűek. A kompresszorok működésének elméletét speciális tudományágak tanulmányozzák.

A tüdőenergia forrásának típusa és szállítási módja szerint vannak fő-, kompresszorés újratölthető pneumatikus hajtás.

Törzs a pneumatikus hajtásra jellemző a helyhez kötött pneumatikus vezetékek kiterjedt hálózata, amely összeköti a kompresszorállomást a műhellyel, a helyi fogyasztókkal egy vagy több vállalkozáson belül. A kompresszorállomás több kompresszorsorral van felszerelve, amelyek garantált sűrített levegő ellátást biztosítanak a fogyasztók számára, figyelembe véve az utóbbiak esetleges egyenetlen működését. Ezt úgy érik el, hogy közbenső pneumatikus energiatároló eszközöket (vevőkészülékeket) telepítenek magán az állomáson és a telephelyeken. A pneumatikus vezetékek általában le vannak foglalva, ami biztosítja a karbantartásuk és javításuk kényelmét. A levegőelőkészítő rendszerben található tipikus készülékkészletet a kompresszorállomás sematikus diagramja mutatja (11.3. ábra).

11.3. ábra. A kompresszorállomás sematikus diagramja

A 2. hajtómotoros kompresszor 3 az 1 szívószűrőn keresztül szívja a levegőt a légkörből, és a 4 visszacsapó szelepen, az 5 hűtőn és a 6 szűrő-szárítón keresztül a 7 tartályba pumpálja. A levegő hűtése vízhűtővel 5 , a levegőben lévő nedvesség 70-80%-a lecsapódik, A szűrő-nedvesség-leválasztó által felfogott és 100%-os relatív páratartalommal rendelkező levegő a 7 vevőbe jut, ami pneumoenergiát halmoz fel és kisimítja a nyomáspulzációt. Tovább hűti a levegőt és kondenzál egy bizonyos mennyiségű nedvességet, amely felhalmozódása során a mechanikai szennyeződésekkel együtt a 10 szelepen keresztül távozik. A vevőegység szükségszerűen fel van szerelve egy vagy több biztonsági 8 szeleppel és egy 9 nyomásmérővel. A levegő kiürül. a vevőtől a 12 pneumatikus vezetékekig a 11 csapokon keresztül. A 4 szelep kiküszöböli annak lehetőségét, hogy a kompresszor kikapcsolt állapotában éles nyomásesés következzen be a pneumatikus hálózatban.

Kompresszor pneumatikus hajtás mobilitásában és az egyidejűleg működő fogyasztók korlátozott számában különbözik a fent leírt gerinctől. A mobil kompresszorokat legszélesebb körben használják különféle építési és javítási munkákban. A levegőelőkészítő rendszerben található készülékkészlet szerint gyakorlatilag nem különbözik a fent leírt kompresszorállomástól (a vízhűtőt léghűtő váltja fel). A fogyasztók levegőellátása gumi-szövet hüvelyeken keresztül történik.

Akkumulátoros pneumatikus működtető az iparban korlátozott sűrítettlevegő-ellátás miatt ritkán használják, de széles körben alkalmazzák adott hatástartamú mechanizmusok autonóm vezérlőrendszereiben. A 11.4. ábra számos példát mutat akkumulátoros pneumatikus rendszerre.

A hidraulikus rendszer folyadékkal vagy a térben változó orientációjú berendezések belső égésű motorjainak üzemanyaggal történő folyamatos ellátásához a folyadéktartály nyomás alá helyezését (11.4. ábra, a) alkalmazzák az 1. pneumohengerből.

A membrán által két részre osztott 5 tartályból a folyadék kiszorítása állandó légnyomással történik, a 3 nyomáscsökkentő szelep beállításától függően, amikor a 2 elektromos szelep be van kapcsolva. 4.

A repülőgép helyzetszabályozó rendszere (11.4. ábra, b) 4 vezérlősugaras levegőmotorokból áll, amelyeket egy nyomáscsökkentő szelepen keresztül 1 golyós légrugó és 3 elektromos szelepek hajtanak meg.

11.4. ábra. Az akkumulátor teljesítményének sematikus diagramja
pneumatikus rendszerek (a, b, c) és zárt pneumatikus rendszer (d)

Az ipari pneumatikus automatizálási rendszerek táplálására nem csak az átlagos (normál) légnyomás-tartományt (0,118 ... 0,175 MPa), hanem az alacsony tartományt (0,0012 ... 0,005 MPa) is gyakran használják. Ez lehetővé teszi a sűrített levegő fogyasztásának csökkentését, az elemek áramlási területének növelését, és ennek következtében a fojtóberendezések eltömődésének valószínűségének csökkentését, és bizonyos esetekben lineáris kapcsolattal rendelkező lamináris légáramlási rendszer elérését. Q = f(Δ p), ami nagyon fontos a pneumatikus automatizálási eszközökben.

Nagynyomású forrás jelenlétében lehetőség van egy kisnyomású pneumatikus rendszer ellátására nagy légáramlással ejektor segítségével (11.4. ábra, c). A 4 nyomáscsökkentő szeleppel, 2 nyomásmérővel és 3 töltőszeleppel felszerelt 1 nagynyomású levegőhengerből a levegő az ejektor 5 befúvócsonkjába jut. Ebben az esetben csökkentett nyomás jön létre a kidobóház belsejében, és abból környezet levegőt szívunk át a 6 szűrőn, amely belép a nagyobb átmérőjű 7 fogadófúvókába. Az ejektor után a levegőt a 8 szűrő ismét megtisztítja a portól, és belép a pneumatikus automatizálás 10 készülékeibe. A 9 manométer szabályozza az üzemi nyomást, melynek értéke a 4 reduktorral állítható.

Az összes fenti pneumatikus rendszer nyitott (nem keringő). A 11.4, d ábra a poros környezetben használt pneumatikus automatizálási rendszer zárt rendszerű tápellátását mutatja. A 3 pneumoautomata egységhez egy 1 ventilátor 2 szűrőn keresztül juttatja a levegőt, a ventilátor szívócsatornája pedig a 3 egység tömített házának belső üregéhez kapcsolódik, amely egyidejűleg kommunikál a légkörrel egy finomszűrőn 4 keresztül. . Gyakran háztartási elektromos porszívókat használnak ventilátorként, amelyek akár 0,002 MPa nyomást is képesek létrehozni.

A fogyasztóknak szállított levegőt meg kell tisztítani a mechanikai szennyeződésektől, és minimális nedvességet kell tartalmaznia. Ehhez szűrő-nedvességleválasztókat használnak, amelyekben szűrőelemként általában 5-60 mikron szűrési finomságú szövet, karton, filc, cermet és egyéb porózus anyagokat használnak. A levegő mélyebb kiszáradása érdekében a nedvességet elnyelő adszorbenseken vezetik át. Leggyakrabban ehhez szilikagélt használnak. A hagyományos pneumatikus működtetőkben, vevőkben és szűrők-nedvességleválasztók biztosítják a megfelelő szárítást, ugyanakkor a levegőnek kenési tulajdonságokat kell adni, amelyekhez kanóc vagy ejektor típusú olajporlasztókat használnak.

11.5. ábra. Tipikus levegő előkészítő egység:
a - sematikus diagram; b - szimbólum

A 11.5. ábra egy tipikus levegő-előkészítő egységet mutat, amely 1 szűrő-szárítóból, 2 nyomáscsökkentő szelepből és 3 olajpermetezőből áll.

A szűrőbemenetbe belépő levegő a rögzített járókeréknek köszönhetően forgó mozgást kap Kp. Centrifugális erő hatására a nedvesség és a mechanikai szennyeződések részecskéi az átlátszó tok falára kerülnek, és leülepednek annak alsó részében, ahonnan szükség esetén a leeresztő szelepen keresztül távoznak. A másodlagos levegőtisztítás egy porózus Ф szűrőben történik, amely után belép a sebességváltó bemenetébe, ahol a szeleprésen keresztül fojtódik Cl, melynek értéke a membrán feletti kimeneti nyomástól függ M. A rugóerő növelése P megnövelt szelephézagot biztosít Clés ezáltal a kimeneti nyomás. A 3 olajpermetező testét átlátszóvá teszik, és a dugón keresztül kenőolajjal töltik fel. Az olaj felületén kialakuló nyomás a csövön keresztül kinyomja azt T egészen a fúvókáig TÓL TŐL ahol az olaj kilökődik és porlasztódik a légárammal. Kanóc típusú olajpermetezőben cső helyett T egy kanóc van beépítve, amelyen keresztül a kapilláris hatás miatt az olaj a permetező fúvókába kerül.

Bibliográfia

Pneumatikus hajtás

Általános információ a gázok technológiai felhasználásáról

Bármely tárgynak tulajdonítható, amelyben gáznemű anyagot használnak gázrendszerek. Mivel a leginkább hozzáférhető gáz a levegő, amely sok gáz keverékéből áll, ezért széleskörű felhasználása különféle folyamatokban magának a természetnek köszönhető. Görögről lefordítva pneumatikos - levegős, ami megmagyarázza a név etimológiai eredetét pneumatikus rendszerek. A szakirodalom gyakran a rövidebb kifejezést használja: pneumatika.

A pneumatikus eszközöket az ókorban kezdték használni (szélturbinák, hangszerek, fújtatók stb.), de legszélesebb körben elterjedtek a megbízható pneumatikus energiaforrások - olyan fúvók - létrehozása eredményeként, amelyek képesek a gázoknak a szükséges potenciálellátást biztosítani. és (vagy) a mozgási energia.

Pneumatikus hajtás, amely a gépek és mechanizmusok vezetésére szolgáló eszközökből áll, messze nem az egyetlen irány a levegő (általában gáz) felhasználására a technikában és az emberi életben. E rendelkezés alátámasztására röviden megvizsgáljuk a pneumatikus rendszerek fő típusait, amelyek mind a céljuk, mind a gáznemű anyag felhasználási módja tekintetében különböznek egymástól.

A gázmozgás jelenléte és oka szerint minden rendszer három csoportra osztható.

Az első csoportba azok a rendszerek tartoznak, amelyek természetes konvekció gáz (leggyakrabban levegő) (keringtetése), ahol a mozgást és annak irányát a természetes természetű hőmérséklet- és sűrűséggradiensek határozzák meg, például a bolygó légköri héja, a helyiségek szellőzőrendszerei, bányaműveletek, gázcsatornák, stb.

A második csoportba azok a rendszerek tartoznak zárt cellák , nem kommunikál a légkörrel, amelyben a gáz állapota megváltozhat a hőmérséklet, a kamratérfogat, a nyomás vagy a gázszívás változása miatt. Ide tartoznak a különféle tárolótartályok (léghengerek), pneumatikus fékberendezések (pneumatikus ütközők), mindenféle rugalmas felfújható szerkezet, repülőgép-üzemanyag-tartályok pneumohidraulikus rendszerei és még sokan mások. A zárt kamrában vákuumot alkalmazó készülékekre példaként említhetők a pneumatikus megfogók (pneumatikus tapadókorongok), amelyek az automatizált és robotizált gyártás során a darabos lemeztermékek (papír, fém, műanyag stb.) mozgatására a leghatékonyabbak.

A harmadik csoportba azok a rendszerek tartoznak, ahol energiát használnak fel elősűrített gáz különféle munkák elvégzésére. Az ilyen rendszerekben a gáz viszonylag nagy sebességgel mozog a csővezetékek mentén, és jelentős energiatartalékkal rendelkezik. Lehetnek keringés (zárt) és nem keringő . A keringető rendszerekben a kipufogógázt a vezetékeken keresztül visszavezetik a feltöltőhöz, hogy újra felhasználják (mint a hidraulikus hajtásnál). A rendszerek alkalmazása nagyon specifikus, például amikor elfogadhatatlan a gázszivárgás a környező térbe, vagy a levegő oxidáló tulajdonságai miatt nem használható. Ilyen rendszerekre találhatunk példát a kriogén technológiában, ahol agresszív, mérgező gázokat vagy illékony folyadékokat (ammónia, propán, kénhidrogén, hélium, freonok stb.) használnak energiahordozóként.

A nem keringető rendszerekben a fogyasztó a gázt kémiai reagensként használhatja (pl hegesztési gyártás, ban ben vegyipar) vagy pneumatikus energiaforrásként. Ez utóbbi esetben általában a levegőt használják energiahordozóként. A sűrített levegő három fő alkalmazási területe van.

Az első irányba olyan technológiai folyamatokat foglalnak magukban, ahol a levegő közvetlenül hajtja végre a fúvási, szárítási, permetezési, hűtési, szellőztetési, tisztítási stb. műveleteket. A csővezetékeken keresztüli pneumatikus szállítórendszerek nagyon elterjedtek, különösen a könnyűiparban, az élelmiszeriparban és a bányászatban. A darabos és csomós anyagokat speciális edényekben (kapszulákban) szállítják, a levegővel kevert poros anyagok pedig a folyékony anyagokhoz hasonlóan viszonylag nagy távolságokon mozognak.

Második irány- sűrített levegő alkalmazása pneumatikus vezérlőrendszerekben (PSU) a technológiai folyamatok automatikus vezérlésére (pneumatikus automatizálási rendszerek). Ezt az irányt a 60-as évek óta intenzíven fejlesztik az ipari pneumatikus automatizálási elemek univerzális rendszerének (USEPPA) megalkotásának köszönhetően. A USEPPA széles választéka (pneumatikus érzékelők, kapcsolók, konverterek, relék, logikai elemek, erősítők, sugárhajtóművek, vezérlőeszközök stb.) lehetővé teszi, hogy az alapján relé, analóg és analóg relé áramkörök valósíthatók meg, amelyek egymáshoz közel vannak. az elektromos rendszerek paraméterei. Nagy megbízhatóságuk miatt széles körben alkalmazzák különféle gépek, nagyüzemi gyártásban robotok ciklikus programvezérlésére, illetve mobil objektumok mozgásvezérlő rendszereiben.

harmadik irány pneumatikus energia alkalmazása, teljesítményét tekintve a legnagyobb a pneumatikus hajtás, amely tudományos értelemben a gépek általános mechanikájának egyik része. A pneumatikus rendszerek elméletének eredete I.I. Artobolevszkij. A leningrádi Gépészmérnöki Intézet (IMASH) vezetője volt, ahol az ő vezetése alatt a 40-60-as években rendszerezték és általánosították a pneumatikus rendszerek elméletéről és tervezéséről felhalmozott információkat. A pneumatikus rendszerek elméletével foglalkozó első munkák egyike A.P. cikke volt. 1933-ban megjelent német "A sűrített levegő alkalmazása a bányászatban", ahol először a levegőparaméterek termodinamikai állapotegyenletével együtt oldják meg a pneumatikus berendezés munkatestének mozgását.

A pneumatikus aktuátorok elméletéhez és gyakorlatához jelentős mértékben hozzájárultak a tudósok B.N. Bezhanov, K.S. Borisenko, I.A. Buharin, A.I. Voshchinin, E.V. Hertz, G.V. Kreinii, A.I. Kudrjavcev, V.A. Marutov, V.I. Mostkov, Yu.A. Zeitlin és mások.

A gázok számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek nélkülözhetetlenek nagyon sok műszaki eszközben.

Gáz lengéscsillapító. A gáz nagy összenyomhatósága és könnyűsége, a nyomásszabályozási képessége az egyik legfejlettebb lengéscsillapítóvá teszi, amelyet számos készülékben használnak.

Így működik egy autó vagy kerékpár gumi. Amikor a kerék nekiütközik egy ütésnek, az abroncsban lévő levegő összenyomódik, és a keréktengely által kapott lökés jelentősen megenyhül (35. ábra). Ha az abroncs merev lenne, a tengely felpattanna az ütés magasságáig.

A gáz a motorok munkafolyadéka. A nagy összenyomhatóság és a nyomásnak és térfogatnak a hőmérséklettől való erős függése a gázt nélkülözhetetlen munkaközeggé teszi a sűrített gázmotorokban és a hőmotorokban.

A sűrített gázzal, például levegővel működő motorokban a gáz kitágul, és szinte állandó nyomáson működik. A sűrített levegő a dugattyúra nyomást gyakorolva kinyitja az ajtókat a buszokban és az elektromos vonatokban. A sűrített levegő hajtja meg a vasúti kocsik és teherautók légfékeinek dugattyúit. A pneumatikus kalapácsot és más pneumatikus szerszámokat sűrített levegő hajtja. Még az űrhajókon is vannak kis sugárhajtóművek, amelyek sűrített gázzal - héliummal - működnek. Megfelelő módon irányítják a hajót.

Az autók, traktorok, repülőgépek és sugárhajtóművek belső égésű motorjaiban a magas hőmérsékletű gázokat munkafolyadékként használják, amelyek dugattyút, turbinát vagy rakétát hajtanak meg. Amikor az éghető keveréket elégetik a hengerben, a hőmérséklet meredeken, több ezer fokra emelkedik, a dugattyúra nehezedő nyomás megnő, és a gáz kitágulva a dugattyúlöket hosszában működik (36. ábra).

Hőmotorokban munkafolyadékként csak gáz használható. Folyadék vagy szilárd anyag felmelegítése a gázéval azonos hőmérsékletre a dugattyú enyhe mozgását okozza.

Lényegében minden lőfegyver hőmotor. A gáznyomás ereje - a robbanóanyag égéstermékei - kilöki a golyót a furatból vagy a lövedéket a fegyver torkolatából. És elengedhetetlen, hogy ez az erő a csatorna teljes hosszában működjön. Ezért a golyó és a lövedék sebessége hatalmas - több száz méter másodpercenként.

ritkított gázok. A korlátlan tágulási képesség oda vezet, hogy a gázok nagyon alacsony nyomáson - vákuum állapotában - előállítása összetett műszaki feladat. (Vákuum állapotban a gázmolekulák gyakorlatilag nem ütköznek egymással, csak az edény falával)

A hagyományos dugattyús szivattyúk a dugattyú és a hengerfalak közötti gázszivárgás miatt hatástalanná válnak. Segítségükkel nem lehet tized higanymilliméter alatti nyomást elérni. A gázok szivattyúzásához összetett eszközöket kell használni. Jelenleg Pa Hgmm nagyságrendű nyomást értek el. Művészet.).

Vákuumra főleg vákuumcsövekben és más elektronikus eszközökben van szükség. Elektromos ütközések

töltött részecskék (elektronok) gázmolekulákkal megzavarják ezen eszközök normál működését. Néha nagyon nagy térfogatú vákuumot kell létrehozni, például elemi részecskegyorsítókban.

Vákuum szükséges a fémek szennyeződésmentes olvasztásához, hőszigetelés kialakításához stb.

1. Mit nevezünk állapotegyenletnek? 2. Fogalmazzuk meg az állapotegyenletet egy ideális gáz tetszőleges tömegére! 3. Mi az univerzális gázállandó? 4. Hogyan függ össze a nyomás és a gáz térfogata egy izoterm folyamatban? 5. Hogyan függ össze a térfogat és a hőmérséklet egy izobár folyamatban? 6. Hogyan függ össze a nyomás és a hőmérséklet egy izokhorikus folyamatban? 7. Hogyan valósíthatók meg az izoterm, izobár és izokor folyamatok? 8. Miért csak gázokat használnak munkafolyadékként a hőgépekben?