管路氣體力學與氣動技術

《管路氣體力學與氣動技術》是2023年機械工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：管路氣體力學與氣動技術
• 出版時間：2023年8月1日
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111725459

內容簡介

本書全面地介紹了管路氣體力學及其在氣動技術中的套用。力學部分的主要內容包括空氣的熱力學性質、濕空氣、不可壓縮管流的基礎、相似理論與量綱分析和可壓縮管流；氣動技術部分的主要內容包括充排（或放）氣特性、氣動迴路的流量特性、氣動元件流量特性的測試方法，重點介紹了氣動減壓閥特性的測試和氣動元輔件的流動特性。

本書的特色是運用氣體力學的基本知識分析和解決氣動技術方面的技術問題，是一本把氣體力學知識套用於民用工業的圖書。本書既涉及氣動元件，也涉及氣動迴路，還涉及各項氣動元件性能的正確估算方法及性能測試研究方法。本書提出的測量誤差預估和最佳測點的確定方法對涉及壓縮空氣流動的相關工作具有一定的指導作用。

本書可供從事氣動工程研發、設計和試驗的技術人員使用，也可供高校相關專業師生參考。

圖書目錄

前言

第1章空氣的熱力學性質1

1.1空氣的物理性質1

1.2熱力學基本概念3

1.3熱力學第一定律7

1.4熱力學過程10

1.5準平衡過程的能量13

第2章濕空氣16

2.1絕對濕度、相對濕度、露點16

2.2壓縮空氣的相對濕度、壓力露點17

2.3高潔淨氣動系統19

第3章不可壓縮管流的基礎29

3.1流體的概念29

3.2流體靜力學基礎33

3.3流動的分類37

3.4質量方程40

3.5能量方程42

3.5.1位能、動能和壓力能42

3.5.2伯努利方程42

3.5.3伯努利方程的套用44

3.5.4總流的伯努利方程51

3.6動量方程54

3.7層流和紊流57

3.7.1圓管中的層流57

3.7.2圓管中的紊流62

3.8沿程損失和局部損失64

3.9管路計算75

3.10自由淹沒射流及其套用79

第4章相似理論與量綱分析87

4.1概述87

4.2力學相似條件87

4.3相似準則88

4.4量綱分析91

4.5利用相似理論完成大通徑氣動元件的

流量特性參數測試93

第5章可壓縮管流96

5.1聲速a和馬赫數M96

5.2基本方程組97

5.3一元定常完全氣體等熵流動的

特性分析99

5.4一元定常等熵流動的參考狀態100

5.4.1滯止狀態100

5.4.2臨界狀態101

5.5質量流量、壅塞現象102

5.6氣動力函式表106

5.7微弱擾動波及衝波的形成108

5.8正衝波110

5.9斜衝波113

5.10膨脹波117

5.11超聲速自由射流118

5.12超聲速風洞的建立120

5.13超聲速噴管的等熵出流122

5.14一元有摩擦的絕熱定常流125

5.14.1特性分析125

5.14.2等截面直管有摩擦的絕熱定

常流的特性計算127

5.15氣體引射器132

5.15.1收縮噴管引射器132

5.15.2收縮噴管引射器的特性計算134

第6章氣動元件流量特性的表述143

第7章氣動迴路的流量特性149

7.1並聯迴路149

7.2串聯迴路151

7.3兩個元件的串聯154

7.4三個元件的串聯156

7.5氣動元件結構形狀對流量特性的

影響159

7.6有關串聯迴路研究的分析162

7.7ISO 6358-3：2014

(即GB/T 14513.3—2020）分析164

7.7.1ISO 6358-1：2013(即GB/T

14513.1—2017）中氣動元件的

流量特性參數表達式164

7.7.2按摩擦因數λ計算氣管道的

流量特性參數165

7.7.3按實驗結果計算氣管道的

流量特性參數168

7.7.4用其他流量參數或者直管等效長度

來估算流量特性參數168

7.7.5ISO 6358-3：2014提供的氣動元件

流量特性參數表達方式的分析169

7.7.6ISO 6358-3：2014估算氣動系統的

流量特性參數方法的分析173

Ⅵ第8章充放氣特性177

8.1充放氣特性的基本方程177

8.2固定容器的充放氣特性180

8.3充放氣特性線186

第9章定壓法和變壓法

(ISO 6358:1989）188

9.1國際標準ISO 6358:1989的基本內容188

9.2定壓法兩個流量特性參數

(C、b值）測量誤差預估191

9.2.1聲速流導C值的測量誤差預估191

9.2.2臨界壓力比b值的測量

誤差預估191

9.2.3b值測量誤差的分析及“最佳

測點”的發現194

9.3臨界壓力比b值的由來及其作用198

9.4定壓法的分析202

9.4.1對流量特性曲線近似為橢圓曲線的

假設的可信性論證202

9.4.2有關定義的分析205

9.4.3測試原理的分析206

9.4.4測試方法的分析209

9.4.5儀表測量精度的分析210

9.4.6氣動元件結構形狀對b值的

影響210

9.4.7測試元件範圍的分析210

9.4.8流量特性擴展式的分析211

9.4.9定壓法的修訂建議211

9.5變壓法兩個流量特性參數C、b值的

測量誤差預估211

9.5.1聲速流導C值的測量誤差預估211

9.5.2臨界壓力比b值的測量誤差

預估212

9.6變壓法的分析220

9.6.1壅塞流定義的分析220

9.6.2聲速流導C值公式的分析220

9.6.3臨界壓力比b值公式的分析220

9.6.4測試方法的分析220

9.6.5測試原理的分析221

9.6.6變壓法的綜合分析221

第10章串接聲速排氣法

（GB/T 14513—1993）222

10.1串接聲速排氣法的基本原理223

10.2兩個流量特性參數S值和b值的

測量誤差預估225

10.2.1S值的測量誤差預估225

10.2.2b值的測量誤差預估227

10.3輔助元件的最佳選擇232

10.3.1輔助元件應具備的條件232

10.3.2選擇輔助元件的適用圖表234

10.4氣罐容積V的選擇236

10.5串接聲速排氣法的測試步驟239

10.6GB/T 14513—1993的修訂241

10.6.1修訂內容241

10.6.2S值和b值的測量精度241

10.7有關串接聲速排氣法的問答242

10.8串接聲速排氣法的綜合分析246

第11章定壓法和變壓法

（ISO 6358-1：2013）247

11.1ISO 6358：1989的修訂內容247

11.2ISO 6358-1：2013基本概念和

基本公式的分析248

11.3測試原理的分析252

11.3.1定壓法的分析252

11.3.2變壓法的分析255

11.4測試方法的分析255

11.5其他方面的分析256

11.6奉化氣動檢驗中心驗證報告的結論257

第12章等溫容器放氣法258

12.1等溫容器放氣法的基本原理258

12.2ISO 6358-2:2013的基本原理259

12.3對ISO 6358-2：2013的質疑261

12.3.1流導Ce公式的由來及疑問261

12.3.2臨界背壓比b值公式的疑問261

12.4正規的等溫容器放氣法的S值和b值的

測量誤差預估262

12.4.1S值測量誤差預估262

12.4.2b值測量誤差預估262

12.4.3b值測量誤差的分析265

12.5等溫容器放氣法測試實例267

12.6等溫容器放氣法的分析270

第13章直接測量法271

13.1直接測量法原理271

13.2S值和b值的測量誤差預估272

13.3直接測量法的設計原則273

13.4直接測量法的優缺點273

13.5直接測量法的有關問答274

13.6直接測量法與其他各種測試方法的

比較277

第14章測量誤差的預估與最佳測點的

確定279

14.1什麼是均方根誤差279

14.2均方根誤差分析應提供的條件280

14.3用均方根誤差分析法預估測量誤差的

重大作用280

14.3.1判斷測試原理是否正確280

14.3.2判斷測試方法是否正確280

14.3.3可確定最佳測點282

14.3.4判斷儀表測量精度等級是否

合理282

14.3.5判斷各儀表測量精度的匹配是否

合理282

第15章氣缸內的流動特性284

15.1密封接觸力和密封摩擦力的估算284

Ⅶ15.2氣缸的充放氣特性288

15.3氣缸性能的適用圖線290

第16章氣動減壓閥的特性研究292

16.1減壓閥的工作原理293

16.1.1活塞式減壓閥293

16.1.2平衡式減壓閥294

16.1.3形成滯環的原因296

16.1.4流量特性測試曲線的分析296

16.2減壓閥流量特性測試方法之一

(GB/T 20081.2—2006,即ISO 6953-

2：2000）297

16.2.1傳統方法測試流量特性的原理297

16.2.2流量特性曲線的分析297

16.2.3流量特性的測試實例分析300

16.2.4流量特性曲線的理論估算304

16.3減壓閥流量特性測試方法之二

(ISO 6953-3:2012)305

16.3.1等溫容器充氣法測試流量特性的

原理305

16.3.2流量特性的測試實例306

16.3.3流量特性測試原理的比較313

16.4減壓閥壓力特性的測試方法317

16.5減壓閥溢流特性的測試方法318

第17章管道及管接頭的流動特性320

17.1氣管道320

17.1.1摩擦管的理論研究方法321

17.1.2測試時的有關計算公式326

17.1.3摩擦管的實驗研究分析327

17.1.4聚氨酯管道S值、b值的

適用圖線335

17.1.5對有關氣管道的理論與實驗

研究的評說336

17.2管接頭339

第18章氣動單向閥、梭閥換向閥的

流動特性341

18.1單向閥的流量特性參數342

18.2中位止回式三位五通滑閥的流量

特性參數346

18.3梭閥的流量特性參數349

18.4滑閥的流量特性參數351

18.4.1彈性密封滑閥351

18.4.2間隙密封滑閥353

18.5座閥的流量特性參數355

18.5.1滑柱式座閥355

18.5.2同軸式座閥359

18.6滑板式閥的流量特性參數360

18.7有關換向閥流量特性

參數測試的問答 361

第19章單向節流閥的流動特性369

19.1控制流道的流動特性370

19.2自由流道的流動特性373

19.3測量單向節流閥流量特性的

可用方法382

第20章氣動消聲器和噴嘴的特性

研究383

20.1消聲器383

20.1.1消聲器內的流態分析383

20.1.2對消聲器性能的要求384

20.1.3消聲器特性的測定

(JB/T 12705—2016)384

20.1.4大通徑消聲器的性能測試390

20.1.5國內消聲器性能的現狀及

提高性能的建議390

20.2噴嘴393

第21章真空發生器的流動特性395

21.1真空發生器的工作原理395

21.2真空發生器的特性計算396

21.2.1空氣消耗量397

21.2.2最大吸入流量397

21.2.3最大真空度407

21.3真空發生器各參數對性能的影響417

21.3.1對最大吸入流量的影響417

21.3.2對最大真空度的影響419

21.4真空發生器理論估算性能的可信性420

附錄422

附錄A一元等熵流氣體力學函式表

（k=1.4）422

附錄B函式Z(λ)=λ+1λ的數值表429

附錄C正衝波(完全氣體，k=1.4)431

附錄D膨脹波437

參考文獻441