khí nén
Nh đã trình bày, để phục vụ cho một sự tính toán mô phỏng (simulation) hay việc tính toán tr ớc các đặc tính chuyển động của hệ khí nén, đặc biệt trong giai đoạn thiết kế, việc biết các tham số hệ thống là rất cần thiết và quan trọng, đặc biệt là những yếu tố ảnh h ởng nh thành phần ma sát phi tuyến mà không thể xác định đ ợc chính xác chỉ thuần tuý nhờ giải tích. Bởi thế các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm và đề xuất ra khá nhiều mô hình khác nhau với mục đích xác định lực ma sát. Tuy nhiên những mô hình đ ợc giả thiết này vẫn hoàn toàn không đủ độ chính xác cần thiết, vì vậy một vài ph ơng pháp thực nghiệm để xác định lực ma sát cũng đã đ ợc đề xuất và xây dựng thành công. Mặc dù vậy những hệ thống thực nghiệm này còn tồn tại khá nhiều hạn chế nh hoặc chỉ khảo sát đ ợc ma sát ở một h ớng chuyển động, hoặc thao tác thủ công, hoặc kết cấu khá cồng kềnh v.v... Nh ng điều hạn chế chung lớn nhất của những hệ thống thực nghiệm này nh chúng ta đã thấy là chỉ khảo sát đ ợc ma sát ở vùng vận tốc nhỏ (chỉ có thể tối đa không quá 0,35 m/s) mà không thể khảo sát đ ợc ma sát ở vùng vận tốc lớn hơn là khu vực các xi lanh khí nén th ờng làm việc nhiều hơn trên thực tế.
Ch ơng 2
Mô hình động lực học của xy lanh khí nén
Đối với dòng khí nén đ ợc thì hai thông số cơ bản nhất là áp suất và vận
tốc. Hai đại l ợng này có thể xác định đ ợc từ ph ơng trình liên tục và ph ơng trình bảo toàn động l ợng. Ph ơng trình năng l ợng chỉ dùng để xác định tổn thất năng l ợng, ma sát trong ống dẫn mà thôi.
Tuy nhiên, đối với dòng khí nén đ ợc thì khối l ợng riêng thay đổi khá lớn trong các vùng của tr ờng vận tốc. Đặc biệt khi tốc độ dòng chảy cao và nhiệt độ thay đổi lớn. Trong dòng khí nén đ ợc, tốc độ chảy thay đổi lớn do áp suất thay đổi sinh ra và kéo theo sự thay đổi lớn về khối l ợng riêng và nhiệt độ. Vì có thêm 2 thông số nữa là khối l ợng và nhiệt độ, chúng ta cần thêm 2 ph ơng trình nữa đó là ph ơng trình năng l ợng và ph ơng trình trạng thái để nghiên cứu dòng khí nén đ ợc. Trong phần này sẽ trình bày ph ơng trình trạng thái của khí lý t ởng và mô hình động lực học tổng quát của xi lanh khí nén. Các quan hệ nhiệt động lực học liên quan và phân tích chu trình làm việc của xi lanh khí nén cũng sẽ đ ợc trình bày.