Тема: Вступ до предмету.

Мета: Визначити актуальність, мету і задачі курсу, познайомитись з історією і перспективами створення пневматичних систем і приводів, їх робочим тілом (енергоносієм), структурою і основними принципами створення.

Питання:

1. Актуальність, мета і задачі курсу.

2. Історія створення і перспективи пневматичних систем і приводів.

3. Робоче тіло (енергоносій) пневматичних систем і приводів.

4. – – діаграма.

5. Структурні схеми пневматичних систем і приводів.

6. Принципи формування пневматичних систем і приводів. Сумісність роботи енергетичної установки і пневматичної лінії.

Актуальність, мета і задачі курсу.

Пневмо – в перекладі, подих, дуття. Отже, предметом вивчення даного курсу є газові, переважно, повітряні потоки, засоби їх утворення і використання.

Пневмопривод – це сукупність пневмоапаратів, до числа яких входить один або декілька пневмодвигунів, для приведення в дію механізмів і машин за допомогою стисненого газу (повітря).

На сьогодні пневматичні системи і приводи розповсюджені у всіх сферах діяльності людини (в нафтовій, газовій, хімічній, харчовій, машинобудівній промисловостях, літакобудуванні, космонавтиці, медицині, енергетиці, гірничій справі, металургії, будівництві, транспорті і т.д.). їх використовують для автоматизації робочих процесів і керування машинами, приводу робочих інструментів і агрегатів, забезпечення робочих процесів та нормального теплового режиму роботи силових агрегатів, транспортування матеріалів, прибирання та створення необхідних мікрокліматичних умов робочих приміщень Створення і експлуатація названих систем і приводів вимагає відповідних знань і навиків. Тому актуальність даного курсу для спеціалістів механічного профілю очевидна.

Мета курсу: Вивчити базові конструкції, познайомитись з основами створення та розрахунку пневматичних апаратів, систем і приводів. Завдання курсу:

1. Оволодіти знаннями базових конструкцій і основами створення та розрахунку пневматичних апаратів, систем і приводів.

2. Набути навики:

– самостійної роботи зі спеціальною та довідковою літературою в області пневматичних апаратів, систем і приводів;

– раціонального використання пневматичних апаратів, систем і приводів.

– розробки схем та конструкцій, розрахунку пневматичних апаратів, систем і

приводів.

2. Історія створення та перспективи пневматичних систем і приводів.

Поштовхом для створення пневматичних апаратів і систем сприяв розвиток гірничо-рудної справи та металургії, здійснення технічних процесів, яких вимагає обміну повітряних мас.

Прикладом найбільш простого апарата для подачі повітря є "ковальський міх", який застосовувався для інтенсифікації процесу горіння в горнилі майже до кінця другого тисячоліття.

Винахід поршневої повітряної помпи, прототипу сучасних компресорів з однією ступінню стиснення, пов'язаний з іменем німецького фізика Геріке

(1640 р.).

У другій половині XVIII століття в Англії Вількінсон запатентував двохциліндровий компресор і в цей же час Уатт виготовив повітродувну машину з паровим приводом.

Компресори зі ступенем стиснення без проміжних охолоджувачів з'явилися у Франції в 30-х роках XIX століття.

Багатоступеневий компресор з між ступеневими охолоджувачами створений в 1849 році Ратеном (Німеччина).

Виробництво відцентрових компресорів було розпочато фірмами Рато (Франція) та Парсонс (Англія) на початку XX століття.

У Росії в 1832 році інженер Саблуков запропонував конструкцію відцентрового вентилятора для провітрювання шахт та заводських приміщень і вказав простий спосіб його розрахунку.

Широке розповсюдження лопатевих машин в промисловості супроводжувалась і розвитком їх теорії.

Теоретичні роботи Л.Ейлера (XVIII століття), О.Рейнольдса, Л.Прандля, М.Є.Жуковського (кінець XIX – початок XX століть) привели до створення сучасної наукової основи апаратів для перекачування газів та повітря.

На сьогоднішній день значні роботи по вдосконаленню пневматичних пристроїв ведуться у всіх розвинених країнах світу, в тому числі і в Україні. Тут слід відзначити Харківську і Сумську школи.

Кількість компресорних машин різного призначення, які випускаються в наш час промисловістю технічно розвинених країн, вираховується мільйонами штук на рік. Енергія, яка використовується для їх приводу, складає понад 15% в енергетичному балансі розвинених країн. Тому сучасні теоретичні та експериментальні дослідження спрямовані на вдосконалення робочих процесів і

підвищення к.к.д. цього типу апаратів.

3. Характеристика робочого тіла (енергоносія).

Енергоносієм пневматичних систем і приводів є гази, серед яких найбільш поширений – повітря.

З наукової точки зору гази відносяться до рідин, які володіють майже необмеженою рухомістю. Власний об'єм газових частинок дуже малий в порівняння з об'ємом, який вони займають в просторі. Тому вони володіють властивістю, в значних межах, стискатися і розширюватися. їх об'єм і густина залежать від температури і тиску.

Зміна стану газу описується газовими законами відомими з курсу фізики і термодинаміки; а рух – законами аеродинаміки.

Слід відмітити, що в техніці малих перепадів тиску (близьких до атмосферного) закономірності і закони здійснення робочих процесів пневматичних систем з достатньою точністю співпадають з законами гідравліки, а при значних перепадах тисків - на процеси накладаються термодинамічні зміни робочого тіла.

Фізичний стан газів оцінюється температурою, тиском, густиною, кінематичною в'язкістю, динамічною в'язкістю, тепломісткістю, теплопровідністю, тепловіддачею, вологістю, швидкістю розповсюдження звуку.

Так за стандартних умов при температурі повітря і тиску його

– густина

– питомий об'єм

– коефіцієнт динамічної в'язкості

– коефіцієнт кінематичної в'язкості

– коефіцієнт тепловіддачі при обтіканні гладких поверхонь

де – швидкість потоку,

– коефіцієнт теплопровідності

– питома тепломісткість

– швидкість звуку

де – показник адіабати ( для сухого повітря);

– газова стала

Рис.1.1. – – діаграма.

– відносна вологість; – температура; – волого утримання;

– теплоутримання

– коефіцієнт об'ємного розширення повітря в межах

Існує зв'язок поточних параметрів зі стандартними, так

– питомий об'єм ;

– тиск

– густина .

де – поточне значення температури, .

Для певного атмосферного тиску існує зв'язок між температурою, відносною вологістю, теплоутриманням та вологоутриманням. закономірності якого описуються – – діаграми професора Рамзіна (рис. 1.1).