35 8

NAPĘDY PNEUMATYCZNE

O ile napędy hydrauliczne są stosowane głównie w maszynach o dużym obciążeniu zewnętrznym, to napędy pneumatyczne stosuje się w maszynach, na których wyrób finalny nie może być zagrożony wyciekiem olejem, np.: przemysł spożywczy i włókienniczy.

Powietrze jako źródło energii ma następujące zalety:

•    powietrze jest wszędzie dostępne (atmosfera),

•    po wykorzystaniu energii powietrze powraca do atmosfery,

•    powietrze jest bezpieczne i czyste w eksploatacji, nie grozi porażeniem i nie zanieczyszcza otoczenia,

•    sprężone powietrze przy ciśnieniach roboczych od 0,4 -r 1,6 MPa jest bardzo dobrym źródłem energii do wytwarzania sil w granicach od kilku daN do kilkunastu

kN.

Wadą sprężonego powietrze jest duża jego ściśliwość (około 2000 razy większa niż oleju) i to głównie utrudnia uzyskanie powolnych i płynnych ruchów podzespołów pneumatycznych.

6.1. Podstawowe zależności wykorzystywane vr pneumatyce

W większości zastosowań technicznych powietrze jest zastępowane modelem gazu doskonałego. Do tego modelu stosowane są następujące prawa:

• prawo Clapeyrona

£

P

= RT

(6.1)

gdzie:

p -ciśnienie absolutne, p - gęstość,

R - indywidualna stała gazowa, dla powietrze R = 287 m^J/(s^J-K),

7 - temperatura bezwzględna [K],    s ¹

i    ll

•    prawo Avogadra

V_m =/z-u = 22.4 m³/kmol    |    (63)

, . r- ■ .    i

gdzie:

V„ - objętość molowa, p - masa cząsteczki gazu, v - objętość właściwa.

Jeden mol gazu doskonałego w warunkach normalnych fizycznych zajmuje objętość 2.2414-10¹¹ m\

Warunki normalne są to przyjęte umownie wartości ciśnienia i temperatury, i tak:

•    warunki normalne fizyczne:

p = 760Tr = 10.13-10⁴ Pa, r = 0°C(273 K)

•    warunki normalne techniczne:

p = 9,81-10⁴Pa, t = 20°C (293 K)

Przepływ przez zawory określa zależność: Qn =303-¹,

k

1 P-T

m/h

(6.4)

gdzie:

Qs - natężenie przepływu w normalnych m /h, óp - różnica ciśnień daN/cm\ p. - ciśnienie wyjściowe da N/cm⁵, p - gęstość gazu przy t = 20°C w kg/m\

T - temperatura bezwzględna [K].

•u

,v

prttfhr.

totrur¹ mt#rm

5, /•¹»¹.'/

> ¹ ma

Udui

w
tm
-ar-	. ł-
r- ar-	j-tfS »(J.
ur	tr oili

B:

\¹l

9(^1 r.ftj    ¹■$:

ttldaHkJ] h-h-plmaP) u-

9,-W

1¹-? »¹-' t-nrc , t-wr

f-ŁJ Kfl"’

9,-5 darto-’ ir-Udrr/e¹¹

ih-ldan/tml

5_f . u »>/n m, • u

Ryj. 6.1. Nomognm do określeni¹ współczynniki ł. dli fizdw

i-i

rc

7:

■miuiip/tfi

■nwn^^M ■marzmy¹ ■nir////^

UW//Y///M nw/ff/f¹.

waskmk.

WM/X,

tWH/f&i

z/v///ś>y

M'/,Kii

(Alf;*¹, u**)

hH

Kr-

213

1

prawo Joule'a-Thompsona: energia wewnętrzna gazu doskonałego jest wprost proporcjonalna do temperatury bezwzględnej 7, czyli:

u = m-c _f-T    (6.2)

gdzie:

c. - ciepło właściwe gazu przy stałej objętości.