GB/T 30833-2014 气压传动 设备消耗的可压缩流体 压缩空气功率的表示及测量

ICS23.100.01

J20

中华人民共和国国家标准

/—

GBT308332014

气压传动设备消耗的可压缩流体

压缩空气功率的表示及测量

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——

PneumaticfluidowerComressiblefluidsconsumedbeuimentPower

ppyqp

determinationandmeasurementofcomressibleair

p

2014-06-24发布2015-03-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT308332014

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4符号及单位………………2

5表示方法…………………4

6测量装置…………………6

7测量方法…………………8

()…………

附录A资料性附录气动系统内的能量转化10

()……………………

附录B资料性附录压缩空气的理想制造与消耗11

()…………………

附录C资料性附录气动功率的说明14

()…………………

附录D资料性附录气动功率的特性16

()———…………………

附录E资料性附录气动功率应用案例气动系统内能量分布19

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Ⅰ

/—

GBT308332014

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

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Ⅲ

/—

GBT308332014

引言

,。

在气动系统中动力是通过回路中的压缩空气来传递和控制

,,

本标准根据我国节能减排的政策要求针对压缩空气的功率即压缩空气在单位时间内通过状态变

,,、

化所能做的最大机械功提出了一种标准化的方法来表示和测量确立了一种气动系统内能量的分配

损失及利用的评价体系。

,,

本标准的应用将使得气动系统及元件消耗的能量得以量化从而正确认识气动系统中的能耗分配

,,。

采取正确的节能技术路线促进制造商和用户提高气动系统及元件的能量利用效率减少浪费

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Ⅳ

/—

GBT308332014

气压传动设备消耗的可压缩流体

压缩空气功率的表示及测量

1范围

、、。

本标准规定了气动功率的术语和定义表示方法测量装置及测量方法

,()

本标准适用于工作在大气环境条件下以压缩空气作为工作介质的设备含元件消耗的压缩空气

功率的表示及测量。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/流体传动系统及元件词汇

GBT17446

()(

所有部分气压传动可压缩性流体用元件流量特性的测定

ISO6358Pneumaticfluidow-

p

—)

erDeterminationofflow-ratecharacteristicsofcomonentsusincomressiblefluids

pgp

3术语和定义

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/界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

GBT17446

3.1

气动有效能neumaticavailableener

pgy

,。

在大气环境条件下压缩空气理论上能够输出的最大机械能该能量是一个以大气温度和压力状

态为基准的相对量。

3.2

气动传送能neumatictransmissionener

pgy

。。

气动有效能中用于推动空气向下游传送的能量该能量不是空气内能的组成部分

3.3

气动膨胀能neumaticexansionener

ppgy

,。

在大气环境条件下压缩空气通过膨胀释放出来用于做机械功的最大能量该能量是空气内能的

一部分。

3.4

气动功率neumaticower

pp

压缩空气在单位时间内将气动有效能完全转换所做的机械功。

3.5

气动传送功率neumatictransmissionower

pp

压缩空气在单位时间内将气动传送能完全转换所做的机械功。

3.6

气动膨胀功率neumaticexansionower

ppp

压缩空气在单位时间内将气动膨胀能完全转换所做的机械功。

1

/—

GBT308332014

3.7

气动有效功率neumaticavailableower

pp

等压条件下温度回复至大气环境温度后的压缩空气的气动功率。

3.8

气动无效功率neumaticunavailableower

pp

压缩空气温度变化至大气温度过程中损失掉的气动功率。

3.9

气动功率因数neumaticowerfactor

pp

压缩空气的有效功率与其气动功率之比。

3.10

动能功率kineticower

p

在单位时间内通过的压缩空气所具有的动能。

4符号及单位

4.1本标准所用到的符号及单位见表1。

表1符号及单位

名称符号单位单位名称

质量Mkg千克

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长度Lm米

直径dm米

时间ts秒

单位质量空气的气动有

/焦耳每千克

eJkg

效能

气动有效能EJ焦耳

单位质量空气的焓/焦耳每千克

hJkg

气动功率PW瓦特

空气质量mkg千克

(

绝对压力等于相对压力加

a帕斯卡

pPa

上大气压力)

压降ΔpPa帕斯卡

热交换的热量QJ焦耳

质量流量/千克每秒

mks

qg

体积流量3/立方米每秒

vms

q

()b/(·)

气体常数理想气体RJkK焦耳每千克开尔文

g

单位质量空气的熵/(·)焦耳每千克开尔文

sJkK

g

热力学温度TK开尔文

空气流速/米每秒

ums

2

/—

GBT308332014

()

表续

1

名称符号单位单位名称

空气体积Vm3立方米

机械功WJ焦耳

等压比热c/(·)焦耳每千克开尔文

JkK

pg

比热比c

κ

沿程压降系数λ

密度/3千克每立方米

km

ρg

效率η

功率因数φ

a2

/。

1Pa=1Nm

b/(·)。

R=287JkK

g

c

κ=1.4。

、。

表中所列符号在后续应用中所带上角标下角标规定见表

4.212

表2下标及上标

上标下标意义

*理想过程

a大气

e膨胀

i国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页压缩空气制造过程

o压缩空气消耗过程

v体积

;

1进气口输入

;

2出气口输出

l沿程损失

s供气

t传送

k空气的动能功率

p等压

effective有用功

ineffective无用功

total总计

c空压机

p

dy冷冻式干燥机

fl过滤器

pi管道

lk泄漏

wk输出功

nu排放功

c气缸

y

sc速度控制

3

/—

GBT308332014

5表示方法

5.1气动有效能

消耗一定体积的压缩空气所消耗的能量或供应一定体积的压缩空气所供应的能量用消耗或供应压

。,()。

缩空气的气动有效能来表示气动有效能由气动传送能和气动膨胀能两部分构成见式1

气动系统内的能量转化与压缩空气的理想制造及消耗分别参见附录与附录。

AB

pTT

κ-aT

……()

EEEVlnln1

=+=+-

tep[()]

κ1TT

-

paaa

其中:

()

Et=-aV

pp

pTTp

κ-aTa

EVlnln1

e=p+---

[()()]

κ-1TT

paaap

式中:

———,();

E气动有效能单位为焦耳J

———,();

Et气动传送能单位为焦耳J

———,();

Ee气动膨胀能单位为焦耳J

———,();

p空气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

3

———,();

V空气的工况下体积单位为立方米m

———,();

pa大气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

———空气的比热比,;国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

κκ=1.4

———,();

T空气的热力学温度单位为开尔文K

———,()。

Ta大气环境的热力学温度单位为开尔文K

5.2气动功率

消耗一定流量的压缩空气所消耗的功率或供应一定流量的压缩空气所供应的功率用消耗或供应压

。。

缩空气的气动功率来表示气动功率是单位时间消耗或供应的气动有效能气动功率由气动传送功率

,()。

和气动膨胀功率两部分构成见式2

、。

气动功率的特性及应用案例分别参见附录附录及附录

CDE

pTT

κ-aT

PPPlnln……()

=+=+-2

tev

pq[()]

κ-1TT

paaa

其中:

P()

=-

tav

ppq

pTTp

κ-aTa

Plnln1

e=v+---

pq[()()]

κ1TT

-

paaap

式中:

———,();

P气动功率单位为瓦特W

———,();

Pt气动传送功率单位为瓦特W

———,();

Pe气动膨胀功率单位为瓦特W

———,();

p空气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

3

———,(/);

v空气的工况下体积流量单位为立方米每秒ms

q

———,();

pa大气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

4

/—

GBT308332014

———空气的比热比,;

κκ=1.4

———,();

T空气的热力学温度单位为开尔文K

———,()。

Ta大气环境的热力学温度单位为开尔文K

,()。

当压缩空气温度等于大气温度时气动功率见式3

p

…………()

P=ln3

v

pq

pa

式中:

———,();

P气动功率单位为瓦特W

———,();

p空气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

3

———,(/);

v空气的工况下体积流量单位为立方米每秒ms

q

———,()。

pa大气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

、

5.3气动有效功率气动无效功率及气动功率因数

5.3.1气动有效功率

气动有效功率见式()。

4

p

…………()

Peffective=avaln4

pq

pa

式中:

———,();

Peffective气动有效功率单位为瓦特W

———,();

pa大气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

3

———,(/);

va空气的大气状态下体积流量单位为立方米每秒ms

q

———,()。

p空气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

5.3.2气动无效功率

气动无效功率见式()。

5

pTTp

κ-aT

ln………………()

Peffective=vln+-ln-ava5

pq[()]pq

κ1TT

-

paaapa

式中:

———,();

Peffective气动无效功率单位为瓦特W

———,();

p空气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

———,();

pa大气的绝对压力单位为帕斯卡Pa

———空气的比热比,;

κκ=1.4

———,();

T空气的热力学温度单位为开尔文K

———,()。

Ta大气环境的热力学温