Phan 1-chuong-7-he-thong-ap-suat

1. PHẦN 1:
KHÍ NÉN
Nội dung phần này: gồm 8 chương
Chương 1: Khái niệm chung về hệ thống khí nén
Chương 2: Nguồn cung cấp khí nén
Chương 3: Hoạt động và ứng dụng các phần tử khí
Chương 4: Mạch điều khiển
Chương 5: Các phần tử và mạch logic khí
Chương 6: Điều khiển điện trong mạch khí
Chương 7: Hệ thống áp suất
Chương 8: Các bộ điều khiển khí

2. CHƯƠNG 7
HỆ THỐNG ÁP SUẤT
Nội dung: Cung cấp cho sinh viên các biểu thức liên
hệ giữa sức cản và dung tích trong hệ
thống áp suất. Các biểu thức này được áp
dụng trong các chương 8 để thiết lập
phương trình, hàm truyền của các bộ điều
khiển khí.

3. 7.1 Sức cản và dung tích trong
hệ thống áp suất
Nhiều quá trình công nghiệp và bộ điều khiển khí
liên quan đến lưu lượng khí đi qua ống và áp suất
trong bình.
Xét 1 hệ thống như trong hình vẽ sau:

4. 7.1 Sức cản và dung tích trong
hệ thống áp suất
Sức cản lưu lượng khí (R):
Được xác định như sau:
Việc tính toán giá trị
R rất mất thời gian,
tuy nhiên chúng ta có
thể tính toán dễ dàng
từ đồ thị hình bên.

5. 7.1 Sức cản và dung tích trong
hệ thống áp suất
Dung tích (C)
Dung tích của bình áp lực có thể được xác định
bằng tốc độ thay đổi lượng khí lưu trữ chia cho sự
thay đổi áp suất:
Dung tích của hệ thống áp suất phụ thuộc vào kiểu
của quá trình giãn nở liên quan. Dung tích có thể
được tính bằng cách sử dụng định luật khí lý tưởng.

6. 7.1 Sức cản và dung tích trong
hệ thống áp suất
Nếu quá trình giãn nở của khí là đa hướng và sự
biến đổi trạng thái của khí giữa đẳng nhiệt và đoạn
nhiệt thì ta có biểu thức quan hệ giữa các đại lượng
như sau:
Với v là thể tích riêng xác định bằng biểu thức:
Hay:

7. 7.1 Sức cản và dung tích trong
hệ thống áp suất
Với khí lý tưởng:
Từ phương trình (7.4) và (7.6) ta có:
Số mũ đa hướng là 1 cho quá trình giãn nở đẳng
nhiệt. Và từ phương trình (7.5) và (7.7) ta có:

8. 7.1 Sức cản và dung tích trong
hệ thống áp suất
Khi đó:
Dung tích của mỗi bình cho trước là hằng số nếu
nhiệt độ không thay đổi. Trong thực tế, số mũ đa
hướng  xấp xỉ 1.0  1.2 với khí được chứa trong
bình kim loại không cách ly.

9. 7.2 Hệ thống áp suất
Xét hệ thống trên hình:
Ta gọi:
• pi - sự thay đổi nhỏ của
áp suất khí vào, N/m2
• po - sự thay đổi nhỏ của
áp suất khí ra, N/m2
• V - thể tích bình, m3
• m - khối lượng khí trong bình, kg
• q - lưu lượng khí, kg/s
•  - mật độ khí, kg/m3:
• P - là áp suất khí trong bình ở trạng thái ổn định
(trước khi xảy ra sự thay đổi áp suất), N/m2

10. 7.2 Hệ thống áp suất
Với những giá trị nhỏ của pi và po, sức cản R ở
phương trình (7.1) trở thành hằng số sau:
Áp suất thay đổi dpo nhân với dung tích C sẽ bằng
lượng khí thêm vào bình trong thời gian dt, ta có:
(7.1)

11. 7.2 Hệ thống áp suất
Biến đổi Laplace:
Trong đó: RC- là hằng số thời gian của hệ thống