管路气体力学与气动技术

前言第1章空气的热力学性质111空气的物理性质112热力学基本概念313热力学第一定律714热力学过程1015准平衡过程的能量13第2章湿空气1621绝对湿度、相对湿度、露点1622压缩空气的相对湿度、压力露点1723高洁净气动系统19第3章不可压缩管流的基础2931流体的概念2932流体静力学基础3333流动的分类3734质量方程4035能量方程42351位能、动能和压力能42352伯努利方程42353伯努利方程的应用44354总流的伯努利方程5136动量方程5437层流和紊流57371圆管中的层流57372圆管中的紊流6238沿程损失和局部损失6439管路计算75310自由淹没射流及其应用79第4章相似理论与量纲分析8741概述8742力学相似条件8743相似准则8844量纲分析9145利用相似理论完成大通径气动元件的流量特性参数测试93第5章可压缩管流9651声速a和马赫数M9652基本方程组9753一元定常接近气体等熵流动的特性分析9954一元定常等熵流动的参考状态100541滞止状态100542临界状态10155质量流量、壅塞现象10256气动力函数表10657微弱扰动波及冲波的形成10858正冲波11059斜冲波113510膨胀波117511超声速自由射流118512超声速风洞的建立120513超声速喷管的等熵出流122514一元有摩擦的绝热定常流1255141特性分析1255142等截面直管有摩擦的绝热定常流的特性计算127515气体引射器1325151收缩喷管引射器1325152收缩喷管引射器的特性计算134第6章气动元件流量特性的表述143第7章气动回路的流量特性14971并联回路14972串联回路15173两个元件的串联15474三个元件的串联15675气动元件结构形状对流量特性的影响15976有关串联回路研究的分析16277ISO 6358-3：2014(即GB/T 145133—2020）分析164771ISO 6358-1：2013(即GB/T145131—2017）中气动元件的流量特性参数表达式164772按摩擦因数λ计算气管道的流量特性参数165773按实验结果计算气管道的流量特性参数168774用其他流量参数或者直管等效长度来估算流量特性参数168775ISO 6358-3：2014提供的气动元件流量特性参数表达方式的分析169776ISO 6358-3：2014估算气动系统的流量特性参数方法的分析173Ⅵ第8章充放气特性17781充放气特性的基本方程17782固定容器的充放气特性18083充放气特性线186第9章定压法和变压法(ISO 6358:1989）18891国际标准ISO 6358:1989的基本内容18892定压法两个流量特性参数(C、b值）测量误差预估191921声速流导C值的测量误差预估191922临界压力比b值的测量误差预估191923b值测量误差的分析及“很好测点”的发现19493临界压力比b值的由来及其作用19894定压法的分析202941对流量特性曲线近似为椭圆曲线的假设的可信性论证202942有关定义的分析205943测试原理的分析206944测试方法的分析209945仪表测量精度的分析210946气动元件结构形状对b值的影响210947测试元件范围的分析210948流量特性扩展式的分析211949定压法的修订建议21195变压法两个流量特性参数C、b值的测量误差预估211951声速流导C值的测量误差预估211952临界压力比b值的测量误差预估21296变压法的分析220961壅塞流定义的分析220962声速流导C值公式的分析220963临界压力比b值公式的分析220964测试方法的分析220965测试原理的分析221966变压法的综合分析221第10章串接声速排气法（GB/T 14513—1993）222101串接声速排气法的基本原理223102两个流量特性参数S值和b值的测量误差预估2251021S值的测量误差预估2251022b值的测量误差预估227103辅助元件的很好选择2321031辅助元件应具备的条件2321032选择辅助元件的适用图表234104气罐容积V的选择236105串接声速排气法的测试步骤239106GB/T 14513—1993的修订2411061修订内容2411062S值和b值的测量精度241107有关串接声速排气法的问答242108串接声速排气法的综合分析246第11章定压法和变压法（ISO 6358-1：2013）247111ISO 6358：1989的修订内容247112ISO 6358-1：2013基本概念和基本公式的分析248113测试原理的分析2521131定压法的分析2521132变压法的分析255114测试方法的分析255115其他方面的分析256116奉化气动检验中心验证报告的结论257第12章等温容器放气法258121等温容器放气法的基本原理258122ISO 6358-2:2013的基本原理259123对ISO 6358-2：2013的质疑2611231流导Ce公式的由来及疑问2611232临界背压比b值公式的疑问261124正规的等温容器放气法的S值和b值的测量误差预估2621241S值测量误差预估2621242b值测量误差预估2621243b值测量误差的分析265125等温容器放气法测试实例267126等温容器放气法的分析270第13章直接测量法271131直接测量法原理271132S值和b值的测量误差预估272133直接测量法的设计原则273134直接测量法的优缺点273135直接测量法的有关问答274136直接测量法与其他各种测试方法的比较277第14章测量误差的预估与很好测点的确定279141什么是均方根误差279142均方根误差分析应提供的条件280143用均方根误差分析法预估测量误差的重大作用2801431判断测试原理是否正确2801432判断测试方法是否正确2801433可确定很好测点2821434判断仪表测量精度等级是否合理2821435判断各仪表测量精度的匹配是否合理282第15章气缸内的流动特性284151密封接触力和密封摩擦力的估算284Ⅶ152气缸的充放气特性288153气缸性能的适用图线290第16章气动减压阀的特性研究292161减压阀的工作原理2931611活塞式减压阀2931612平衡式减压阀2941613形成滞环的原因2961614流量特性测试曲线的分析296162减压阀流量特性测试方法之一(GB/T 200812—2006,即ISO 6953-2：2000）2971621传统方法测试流量特性的原理2971622流量特性曲线的分析2971623流量特性的测试实例分析3001624流量特性曲线的理论估算304163减压阀流量特性测试方法之二(ISO 6953-3:2012)3051631等温容器充气法测试流量特性的原理3051632流量特性的测试实例3061633流量特性测试原理的比较313164减压阀压力特性的测试方法317165减压阀溢流特性的测试方法318第17章管道及管接头的流动特性320171气管道3201711摩擦管的理论研究方法3211712测试时的有关计算公式3261713摩擦管的实验研究分析3271714聚氨酯管道S值、b值的适用图线3351715对有关气管道的理论与实验研究的评说336172管接头339第18章气动单向阀、梭阀换向阀的流动特性341181单向阀的流量特性参数342182中位止回式三位五通滑阀的流量特性参数346183梭阀的流量特性参数349184滑阀的流量特性参数3511841弹性密封滑阀3511842间隙密封滑阀353185座阀的流量特性参数3551851滑柱式座阀3551852同轴式座阀359186滑板式阀的流量特性参数360187有关换向阀流量特性参数测试的问答 361第19章单向节流阀的流动特性369191控制流道的流动特性370192自由流道的流动特性373193测量单向节流阀流量特性的可用方法382第20章气动消声器和喷嘴的特性研究383201消声器3832011消声器内的流态分析3832012对消声器性能的要求3842013消声器特性的测定(JB/T 12705—2016)3842014大通径消声器的性能测试3902015国内消声器性能的现状及提高性能的建议390202喷嘴393第21章真空发生器的流动特性395211真空发生器的工作原理395212真空发生器的特性计算3962121空气消耗量3972122优选吸入流量3972123优选真空度407213真空发生器各参数对性能的影响4172131对优选吸入流量的影响4172132对优选真空度的影响419214真空发生器理论估算性能的可信性420附录422附录A一元等熵流气体力学函数表（k=14）422附录B函数Z(λ)=λ+1λ的数值表429附录C正冲波(接近气体，k=14)431附录D膨胀波437参考文献441