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液压气动技术课程作业解答（四）

一、填空题

1.按工作原理不同，空气压缩机可分为________和__________两种。

2.单位质量的气体体积称为气体的________。

3.在等容过程中，气体的压力与_____________成正比，气体对外作功等于______。

4.为保证气动系统正常工作，需要在___________处安装后冷却器，以析出水蒸气，并

在_____处安装油水分离器，进一步清除空气中的水分。

5.湿空气的水蒸汽分压为0.025MPa，干空气分压为0.08MPa，相对湿度为50%，则湿空气

的压力为___________，同温度下饱和水蒸气的压力为_______。

6.气动缸所耗压缩气体量等于______、_________和_______的乘

积，一般情况下，计算气动缸耗气量时，还应把耗压缩气体量换算为___________。

7.在气动缸的速度控制回路中，常使用由____________和____________并联组合而成的流

量控制阀。对于双作用气动缸，为避免气动缸的爬行，应采用___________方式进行调速。

8.在气动系统中，按工作原理和使用范围不同，调压阀可分为_________和__________两种。

1．容积式速度式

2．比容

3．绝对温度零

4．压缩机出口后冷却器出口

5．0.105MPa0.05MPa

6．活塞面积行程长度每分钟往复次数耗自由气体量

7．单向阀节流阀排气节流

8．直动式调压阀先导式调压阀

二、判断题

1．等温过程中，气体与外界无热量交换，故气体的内能保持不变。（－）

注：等温过程是指气体在温度保持不变的条件下从一个状态变化到另一个状态的过程，由于

温度不变所以气体内能保持不变，而并非与外界无热量交换，气体与外界无热量交换的过程

是绝热过程。

2.气动缸的无负载工作特性要求气动缸空载时在限定压力下平稳运行无爬行现象。（＋）

注：气动缸的无负载工作特性是指在无负载条件下进行实验时，使气动缸能产生动作的最低

工作压力，这个压力是使活塞低速运动、不产生爬行的极限压力。

3.缓冲气动缸是依靠弹簧的平衡力使活塞运动速度减慢，实现缓冲作用的。（－）

注：从缓冲气动缸的结构可知，缓冲气动缸是利用空气被压缩、吸收运动部件的动能而实现

缓冲作用的。

4.先导式安全阀用压缩空气的气压作为控制信号，其先导阀是一个调压阀。（＋）

注：由先导阀调整后的压缩空气作为控制信号，通过控制口导入主阀内，以代替直动式弹簧

控制安全阀。

5.油水分离器的作用是分离润滑油中的水分杂质，再经油雾器使气动系统中的气动元件得

到润滑。（－）

注：油水分类器的作用是分离压缩空气中凝结成水分和油分的杂质，使压缩空气得到初步净

化。

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三、计算题

1.绝对压力为0.5MPa，温度为30ºC的空气，绝热膨胀到大气压时，求其膨胀后的空气温

度。

解：由气体状态方程

111

RTvp和

222

RTvp可得

12

21

1

2

Tv

Tv

p

p

（1）

再由绝热过程的气体状态方程kkvpvp

2211

可得

k

p

p

v

v

1

1

2

2

1















（2）

（2）代入（1）得

1

2

1

1

2

1

2

T

T

p

p

p

pk



















1

2

1

1

1

2

T

T

p

pk



















所以

1

1

1

1

2

2

T

p

p

T

k























式中：T

1

＝273＋30＝303K

p

1

＝0.5MPap

2

＝0.1013MPa

绝热指数k＝1.4

代入计算KT192303

5.0

1013.04.1

14.1

2



















即膨胀后气体温度为－81℃。

2．设湿空气的压力为0.1013MPa，温度为20ºC，相对湿度为50%，求：（1）绝对湿度；（2）

含湿量；（3）气温降低到多少度时开始结露（露点）。

解：查表10－5，可得压力为0.1013MPa、温度为20ºC条件下，湿空气中饱和水蒸气分压

力为p

b

＝0.0023MPa，饱和水蒸气的密度为ρ＝17.3g/m3。

（1）绝对湿度

湿空气中饱和水蒸气的密度即饱和湿空气的绝对湿度x

b

＝ρ＝17.3g/m3

由相对湿度为50%可得湿空气的绝对湿度x＝x

b

×50%＝8.65g/m3

（2）含湿量

由p

b

＝0.0023MPa得

湿空气分压p

s

＝p

b

×50%=0.00115MPa

干空气分压p

g

＝p－p

s

＝0.1013－0.00115＝0.10015MPa

空气的含湿量kgg

p

p

d

g

s/14.7

10015.0

00115.0

622622

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（3）露点

当湿空气饱和，即相对湿度为100％时，由p

s

＝p

b

=0.00115MPa查表可得露点为9℃。

3.如图所示汽缸吊（吊取重物的气动缸），气源压力为0.5MPa，起吊物体重量为F

w

=900N，

活塞返回由活塞、活塞杆自重返回，自重F

z

=100N，活塞杆直径为d=20mm，机械效率η=0.8，

安全系数n=1.5，试确定气动缸内径D。

解：气缸吊为拉力作功，其拉力为





pdDF226

4

10

式中：F＝（F

W

＋F

Z

）n＝(900＋100)×1.5＝1500N

p＝0.5MPa＝0.5×106Pa

η=0.8

d＝20mm＝0.02m

代入计算

mm7202.010

8.05.0

15004

10

4

2626













d

p

F

D

取标准值D＝80mm。

4.一单出杆双作用气动缸，内径为50mm，活塞杆直径为20mm，行程为300mm，每分钟

往复运动10次，使用压力为0.6MPa，试求其耗气量。

解：活塞面积2

14

DA





22

24

dDA



22222

21

m00361.002.005.02

4

2

4





dDAAA

耗压缩空气量

min/83.10103.000361.0101033LAsnQ

Y



耗自由空气量

min/0.75

1013.0

1013.06.0

83.10

1013.0

1013.0

L

p

QQ

YZ











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WingerTuivasa-Sheck,who

scoredtwotriesintheKiwis'20-18mi-finalwinoverEngland,hasbeenpasd

fitafteralower-leginjury,whileSlaterhasbeennamedatfull-backbutisstill

recoveringfromakneeinjuryaggravatedagainstUSA.

Bothsidesboast100%recordsheadingintotheencounterbutAustraliahavenot

concededatrysinceJoshCharnley'ffortintheirfirstpoolmatchagainst

Englandontheopeningday.

AussiewingerJarrydHayneisthecompetition'stoptryscorerwithnine,cloly

followedbyTuivasa-Sheckwitheight.

ButitisrecentlynamedRugbyLeagueInternationalFederationplayeroftheyear

SonnyBillWilliamswhohasattractedthemostinterestinthetournamentsofar.

TheKiwi-withatournamenthigh17offloads-hasthechanceofbecomingthe

firstplayertowintheWorldCupinbothrugbyleagueandrugbyunionafter

triumphingwiththeAllBlacksin2011.

"I'dgiveeveryawardbackinaheartbeatjusttogetacrossthelinethisweekend,"

(lackof)airupthere

WatchmCaymanIslands-badWebb,theheadofFifa'santi-racismtaskforce,is

inLondonfortheFootballAssociation's150thanniversarycelebrationsandwill

attendCity'sPremierLeaguematchatChelaonSunday.

"IamgoingtobeatthematchtomorrowandIhaveaskedtomeetYayaToure,"he

toldBBCSport.

"Formeit'sabouthowhefeltandIwouldliketospeaktohimfirsttofindoutwhat

hixperiencewas."

UefahasopeneddisciplinaryproceedingsagainstCSKAforthe"racistbehaviouroftheirfans"duringCity's2-1win.

MichelPlatini,presidentofEuropeanfootball'sgoverningbody,hasalsoorderedanimmediateinvestigationintothereferee'sactions.

CSKAsaidtheywere"surpridanddisappointed"byToure'tementtheRussiansideadded:"Wefoundnoracistinsultsfromfansof

CSKA."

Baumgartnerthedisappointingnews:Missionaborted.

ThesupersonicdescentcouldhappenaarlyasSunda.

ngattheground,conditionshavetobeverycalm--windslessthan2mph,withnoprecipitationorhumidityand

loon,withcapsuleattached,willmovethroughthelowerleveloftheatmosphere(thetroposphere)

climbhigherthanthetipofMountEverest(5.5miles/8.85kilometers),driftingevenhigherthanthecruisingaltitudeofcommercialairliners(5.6miles/9.17kilometers)and

osstheboundarylayer(calledthetropopau),ecanexpectalotofturbulence.

Theballoonwillslowlydrifttotheedgeofspaceat120,000feet(

Then,Iwouldassume,hewillslowlystepoutontosomethingremblinganOlympicdivingplatform.

Theyblewitin2008whentheygotcaughtcoldinthefinalandtheywillnotmakethesamemistakeagainsttheKiwisinManchester.

Fiveyearsagotheycruidthroughtothefinalandsofarhistoryhasrepeateditlfhere-thelasttrytheyconcededwasscoredbyEngland'sJoshCharnleyinthe

openinggameofthetournament.

Thatcouldbeclasdasaweakness,ateamunder-cooked-butIhavebeenimpresdbytheKangaroos'focusintheirgamessincethen.

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Theyhavebeenconcentratingonthesortofstuffthatwinsyoutough,evencontests-strongdefence,especiallyontheirowngoal-line,completingtsandagood

'vebeengreatatalltheunglamorousstuffthatoftengoesunnoticedinthestandsbutnotbyyourteam-mates.

Itisasthoughtheirentiretournamenthasbeenpreparationforthefinal.

InJohnathanThurston,CooperCronk,CameronSmithandeitherBillySlaterorve

playedinsomanyhigh-pressuregames-apricelessastgoingintoSaturday.

TheKiwisarealotlesxperiencedbutwinningadramaticmatchliketheirmi-finalagainstEnglandwilldowondersfortheirconfidence.

TheydefeatedAustraliaintheFourNationsfinalin2010andthelastWorldCup,andknowtheycanritothebig

occasion.