3
Следящий пневмопривод с цифровым управлением
набором физических свойств газа. Соотношения между параметрами
сжатого воздуха и их взаимосвязанные изменения определяются осо-
бенностями термодинамических процессов
.
По нормам техники безопасности в следящих пневмоприводах об-
щепромышленного назначения избыточное давление сжатого воздуха
не должно превышать
p
≤
p
изб max
= 1 МПа, тогда при упрощенных рас-
четах рабочую среду можно рассматривать как идеальный газ. При
давлении питания
p
изб max
≥ 2 МПа сжатый воздух должен рассматри-
ваться как реальный газ, состояние которого (соотношение его параме-
тров) определяется по уравнению Ван-дер-Ваальса [1]:
2
2
,
m p
V m mRT
v
(1)
где
R
— газовая постоянная, равная работе расширения единицы массы
газа при его нагреве на 1 K в условиях постоянства абсолютного дав-
ления
dp
= 0 (для осушенного воздуха
R
= 287 Дж/(кг·K)); α и
β — коэффициенты, учитывающие неидеальность газа, при α = β = 0
уравнение (1) принимает вид уравнения Менделеева — Клапейрона:
pV
=
mRT.
Для удельного объема
V
m
(объем воздуха
V
, отнесенный к его массе
m
при известной плотности
уравнение Менделеева — Клапейрона
имеет вид
.
m
p pV
RT
(2)
Плотность газа существенно зависит от абсолютного давления
p
, Па,
и менее существенно — от абсолютной температуры
T
, K.
Общее уравнение термодинамического процесса изменения состо-
яния газа [2, 3]
dQ = dE + dA
,
где
dQ
— теплота, подводимая к газу массой
m
;
dE
— изменение вну-
тренней энергии газа в объеме
V
;
dA
— внешняя работа, совершаемая
газом при его расширении. Приводя уравнение к единице массы
m
газа
dq
=
de
=
de
/
m
,
da
=
dA
/
m
, записываем общий вид уравнения термоди-
намического процесса:
dq = de + da
.
