气阻和气容的特性及计算

分  类

特 性 及 计 算 公 式

符 号 意 义

气            阻

气阻结构型式

按

工

作

特

征

恒

定

气

阻

如毛细管、薄壁孔

常用气阻型式

(a)毛细管；(b)圆锥-圆锥形针阀；(c)薄壁孔；

(d)圆锥-圆柱形针阀；(e)球阀；(f)喷嘴-挡板阀

可

变

喷嘴-挡板阀、球阀

可

调

针阀

按

流

量

特

征

线

性

流动状态为层流，其流量与压力降成正比，因而气阻R＝Δp/Q_m为常数

非

线

性

流动状态为紊流，其流量与压力降的关系是非线性的

毛细管

恒节流孔

线性气阻

压缩空气流经毛细管时为层流流动，其质量流量Q_m，体积气阻R_V和质量气阻R_m为：

Δp——气阻前后压力降，Pa，

Δp＝p₁-p₂

d、l——气阻直径和长度，m

ε——修正系数，其值见下表

毛细管气阻修正系数ε

l/d

500

400

300

200

100

80

60

40

30

20

15

10

ε

1

1.03

1.05

1.06

1.09

1.16

1.25

1.31

1.47

1.59

1.86

2.13

2.73

薄壁孔恒节流孔非线性气阻

长径比l/d很小的恒节流孔称为薄壁孔，压缩空气流过薄壁孔时为紊流流动，其质量流量Q_m、体积气阻R_V和质量气阻R_m为：

ω——薄壁孔中的平均流速，m/s

A——薄壁孔流通面积，m²

μ——流量系数，由实验确定。在一般估算时，若取p₁为上游压力，p₂为节流孔下游较远处的压力，可取μ＝0.6

环行缝隙式可调线性气阻

图b所示圆锥-圆锥形针阀的流通通道为一环行缝隙，流体在其中的流动状态为层流，其质量流量、体积气阻和质量气阻为：

质量流量Q_m计算式也适用于气缸与活塞、滑阀等环行缝隙的泄漏量计算

ε——偏心修正系数，ε＝l+1.5e/δ

e——阀芯与阀孔的偏心量，m

δ——缝隙的平均径向间隙，m

d、l——缝隙的平均直径和长度，m

μ——空气的绝对粘度，Pa·s

气

容

由于气体可压缩，在一定容积腔室中所容的气体量将因压力不同而异。因而在气动系统中，凡能储存或放出气体的空间(各种腔室、容器和管道)均有气容的性质。有定积气容和可调气容之分。而可调气容在调定后的工作过程中，其容积也是不变的

一气室的气容在数量上就等于气室内发生单位压力变化所允许的气量变化值

工作过程中容积不变的多变质量气容和体积气容为：

V——气室的容积，m³

n——多变指数。多变指数依压力变化快慢而定。如变化很慢，能充分热交换时，视为等温过程n＝1；当变化很快，来不及进行热交换时，视为绝热过程n＝γ＝1.4。实际气容的在1~1.4之间，低频信号可取n＝1，高频信号可取n＝1.4