液压与气压传动第2章习题答案.doc

2.8 思考题与习题答案1. 液压油有哪几种类型？液压油的牌号和粘度有什么关系？如何选用液压油？ 答：目前液压油主要包括矿物型液压油和难燃型液压油；液压油的粘度等级是以其40时运动粘度的中心值来表示的，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40时其运动粘度的中心值为32mm2/s；选择液压油一般首先选择液压油的品种，然后再选择液压油的粘度。2. 动力粘度、运动粘度的含义是什么？答：动力粘度是指液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。液体的动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度。3. 液压油粘度过高、过低会有什么不良的影响？答：液压油粘度过高对液压装置不利，其本身也会发生化学变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限；过低影响其润滑效果。4. 什么是压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与外界负载有什么关系？答：静止液体某点处单位面积上所受的法向力称为该点的静压力。静压力在物理学上称为压强，在液压传动中称为压力。压力有两种表示方法：一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。液压系统的工作压力随着外界负载的增大而增大。5. 连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？答：连续方程的本质是质量守恒。它的物理意义是在单位时间内流过管中每一截面的液体质量是相等的。6. 说明伯努利方程的物理意义，并指出理想液体的伯努利方程和实际液体的伯努利方程有什么区别。答：伯努利方程的物理意义就是能量守恒定律在流体力学中的具体表达式。理想液体的伯努利方程表示液体在流动时，具有三种形式的能量，分别是动能、势能和压力能。它们之间可以相互转换，但总和不变。但实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，会产生摩擦力，消耗能量；同时，管道局部形状和尺寸的变化，会使液流产生扰动，也消耗一部分能量。因此，实际液体在流动过程中，会产生流量损失。7. 管路中的压力损失有哪几种？它们有什么区别？答：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压力损失可分为沿程压力损失和局部压力损失。油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称为沿程压力损失。这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。它主要取决于管路的长度、内径、液体的流速和粘度等。而局部压力损失是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的。8. 一个潜水员在海深处工作，若海水密度，问潜水员身体受到的静压力等于多少？解：由静力学基本方程知，在海深为处液体静压力为9. 一平板相距另一固定平板，二板间充满液体，上板在每平方米为的力作用下以的速度移动。求该液体的粘度。解：由动力粘度的物理意义及公式，可得该液体的粘度为10. 如图2-20所示，直径为、重力为的活塞浸在液体中，并在力的作用下处于静止状态。若液体的密度为，活塞浸入的深度为。试确定液体在侧压管内的上升高度。解：由帕斯卡定律可知， 整理可得侧压管内的上升高度11. 如图2-21所示液压泵的吸油高度。已知吸油管内径，泵的流量，泵入口处的真空度为，油液的运动粘度，密度，弯头处的局部阻力系数，沿程压力损失忽略不计。解：设真空度为，局部压力损失为，进口处的速度为，泵出口处的速度为，油液在管内的速度为，泵出口处的压力为，那么由实际伯努利方程由于,故，又在弯头处有局部阻力，沿程压力损失忽略不计，上式整理可得真空度为又 ，取，代入上式整理可得 ，代入数据整理可得图2-20 习题10的图 图2-21 习题11的图12. 某液压系统由泵驱动马达的管路如图2-22所示。已知管径，管路总长。油液密度，油液的运动粘度，流速，在时局部阻力系数，在时，在时。试求由泵至马达的全部压力损失为多少？解：全部压力损失公式又取，代入上式整理得故，图2-22 习题12的图13. 如图2-23所示，齿轮泵从油箱吸油。如果齿轮泵安装在油面之上处，泵的流量为，吸油管内径，设滤网及吸油管道内总的压降为，油的密度为。求泵吸油时泵腔的真空度。解：设泵的流量为，总的压降为，取油箱液面为I-I截面，泵吸油口处为II-II截面，以I-I截面为基面，列些伯努利方程因为I-I截面上为大气压，而远小于，故可忽略不计，故有整理可得，泵吸油口的真空度为 又，代入整理可得真空度为 14. 如图2-24所示的柱塞直径，缸套的直径；长，柱塞在力的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心，油液的动力黏度。求柱塞下落0.1m所需时间。解：经分析知此题可用同心环形缝隙的有关知识求解，同心环形缝隙的公式为其中，代入数据整理可得设液体沿缝隙上升的速度为，由公式，代入整理可得那么下落所需时间为图2-23 习题13的图 图2-24 习题14的图15. 如图2-25所示，油管水平放置，截面1-1、2-2处的内径分别为，在管内流动的油液密度，运动粘度。若不计油液流动的能量损失，试问：（1）截面1-1和2-2哪一处压力较高？为什么？（2）若管内通过的流量，求两截面间的压力差。图2-25 习题15的图解：设在截面1-1处的压力为，油液速度为；在截面2-2的压力为，油液速度为，水