第二版_液压与气压传动答案.pdf

1 第一章习题课第一章习题课 2 第一章习题课第一章习题课 dy du AF f 则动力粘度则动力粘度 du dy AF f 转矩转矩 2 D FRFT ff 解 依牛顿液体内摩擦定理 1 2 图1 45所示为一粘度计 若 解 依牛顿液体内摩擦定理 1 2 图1 45所示为一粘度计 若D 100mm d 98mm l 200mm 外筒转速 外筒转速n 8r s时 测得的转矩时 测得的转矩T 40N cm 试求其油液的动力粘度 试求其油液的动力粘度 3 第一章习题课第一章习题课 所以所以8NN 0 1 0 42 D 2T F f 而而 22 0 0628m0 2m0 1 DlA 外筒旋转的线速度为外筒旋转的线速度为 2 D n2 R 2 512m smm s 2 100 8 2 则有则有 11 2512ss 2 0 0980 1 0 dy du 故故s0 051PasPa 2512 8 0 0628 4 第一章习题课第一章习题课 解 在 解 在h处取等压面列静压力方程处取等压面列静压力方程 2 d 4 GF h g x 则有则有h g d G 4 F x 2 1 5 如图1 48所示 有一直径为1 5 如图1 48所示 有一直径为d 质量为 质量为m的活塞浸在液体 中 并在力 的活塞浸在液体 中 并在力F的作用下处于静止状态 若液体的密度为的作用下处于静止状态 若液体的密度为 活 塞浸入深度为 活 塞浸入深度为h 试确定液体在测压管内的上升高度 试确定液体在测压管内的上升高度x 5 第一章习题课第一章习题课 解 两种情况下均为 解 两种情况下均为 6 37MPa d 4 F p 2 1 6 液压缸直径1 6 液压缸直径D 150mm 柱塞直径 柱塞直径d 100mm 液压缸 中充满油液 如果柱塞上作用着 液压缸 中充满油液 如果柱塞上作用着F 50000N的力 不计油液 的质量 试求如图1 49所示两种情况下液压缸中压力分别等于 多少 的力 不计油液 的质量 试求如图1 49所示两种情况下液压缸中压力分别等于 多少 6 第一章习题课第一章习题课 解 已知 解 已知 汞 汞 13600kg m3 选择1 1为等压面 列静压力方程有选择1 1为等压面 列静压力方程有 gh gz pgz p BBBAAA焽 1 7 如图1 50所示容器1 7 如图1 50所示容器A中的液体密度中的液体密度 A 900kg m3 B中液 体密度 中液 体密度 B 1200kg m3 ZA 200mm ZB 180mm h 60mm U形管中的测压介质为汞 试求 U形管中的测压介质为汞 试求A B之间的压力差 之间的压力差 7 第一章习题课第一章习题课 BA pp p 8350Pa 0 2 Pa9000 06136000 18 12009 8 Paz h zg AABB 焽 8 第一章习题课第一章习题课 1 11 如图1 54所示 液压泵从一个大的油池中抽吸油液 流量 为 1 11 如图1 54所示 液压泵从一个大的油池中抽吸油液 流量 为q 150L min 油液的运动粘度 油液的运动粘度v 34x10 6m2 s 油液密度 油液密度 900kg m 3 吸油管的直径 吸油管的直径d 60mm 并设泵的吸油管 弯头处局部阻力系数 并设泵的吸油管 弯头处局部阻力系数 0 2 吸油口 粗滤网的压力损失 吸油口 粗滤网的压力损失 p 0 0178MPa 如希望泵入口处的真空度 如希望泵入口处的真空度pb不大于不大于 0 04MPa 试求泵的吸油高度 试求泵的吸油高度H 液 面到滤网之间的管路沿程损失可忽略 不计 液 面到滤网之间的管路沿程损失可忽略 不计 9 第一章习题课第一章习题课 0 885m sm s 0 06 60101504 d 4q A q 2 3 2 w 2 22 2 11a h 2g H g p 2g g p 0 2 121 悚 p p p p g p h w 解 取1 2两截面列伯努力方程有 层流有 解 取1 2两截面列伯努力方程有 层流有 1562 1034 0 060 885 d R 6 e 雷诺数 层流 流速 雷诺数 层流 流速 10 第一章习题课第一章习题课 70 5Pa 2 0 885900 0 2 2 p 22 2 d H R 75 p 2 e 282 05H 2 0 885900 0 06 H 1562 75 2 悚 p p p gHpp 2 22a 则真空度 则真空度 11 第一章习题课第一章习题课 2 35m p p 10 0 04 282 05 g 1 H 2 22 6 12 第一章习题课第一章习题课 1 19 如图1 59所示 柱塞直径1 19 如图1 59所示 柱塞直径 d 19 9mm 缸套直径 缸套直径D 20 mm 长 长l 70mm 柱塞在力 柱塞在力 F 40N作用下向下运动 并将 油液从缝隙中挤出 若柱塞与 缸套同心 油液的动力粘度 作用下向下运动 并将 油液从缝隙中挤出 若柱塞与 缸套同心 油液的动力粘度 0 784x10 3Pa s 试求 柱塞下落 试求 柱塞下落0 1m所需的时间 所需的时间 13 第一章习题课第一章习题课 解 缸套中油液的压力 解 缸套中油液的压力 2 d 4F A F p 由于缸套与柱塞间径向间隙很小且同心 故根据同心环形 缝隙的流量公式有 由于缸套与柱塞间径向间隙很小且同心 故根据同心环形 缝隙的流量公式有 0 3 u 2 dh p l12 dh q 因柱塞移动方向与压差方向相反 所以第二项取负号 而 因柱塞移动方向与压差方向相反 所以第二项取负号 而 0 2 0 ud 4 Auq 0 05mm 2 dD h ppp p a 14 第一章习题课第一章习题课 则有则有 0 2 3 0 2 u 2 dh d 4F l12 dh ud 4 即即 2 3 0 ld3 2 h 4 d Fh u m s104 8 m s 0 01990 07100 7843 10 2 0 05 4 19 9 40100 05 3 233 3 3 15 第一章习题课第一章习题课 柱塞下落柱塞下落0 1m所需的时间所需的时间 20 8ss 104 8 0 1 u s t 3 0 16 第一章习题课第一章习题课 1 20 如图1 60所示 在一直径1 20 如图1 60所示 在一直径D 25mm的液压缸中放置着一 个具有4条矩形截面 的液压缸中放置着一 个具有4条矩形截面 a b 槽的活塞 液压缸左腔的表压力为 槽的活塞 液压缸左腔的表压力为 p 0 2MPa 右腔直接回油箱 设油的动力粘度 右腔直接回油箱 设油的动力粘度 0 784 10 3 Pa s 进口处压力损失 可以忽略不计 试确定 由液压缸左腔沿4条槽 泄漏到右腔去的流量 已知槽的尺寸是 进口处压力损失 可以忽略不计 试确定 由液压缸左腔沿4条槽 泄漏到右腔去的流量 已知槽的尺寸是 a 1mm b 2mm l 120mm 17 第一章习题课第一章习题课 解 矩形截面的水力直径为 解 矩形截面的水力直径为 mm 3 4 mm 21 212 ba 2ab d H 长度与水力直径之比为长度与水力直径之比为 4 90 4 3 120 d l H 故可视为细长孔 根据流经细长孔液流的流量公式 由液压缸左腔沿4条矩 形槽泄漏到右腔去的流量为 故可视为细长孔 根据流经细长孔液流的流量公式 由液压缸左腔沿4条矩 形槽泄漏到右腔去的流量为 p l128 d 4q 4 H 18 第一章习题课第一章习题课 sm100 2 0 121030128 10 3 4 4q 36 3 4 3 sm1017 23 36 19 第一章习题课第一章习题课 解 已知 解 已知 283K10 K 273T 313K40 K 273T 0 8MPap 2 1 1 由等容过程状态方程可得由等容过程状态方程可得 0 72MPaMPa 313 283 0 8 T T pp 1 2 12 1 24 空气压缩机向容积为1 24 空气压缩机向容积为40L的气罐充气直至的气罐充气直至p1 0 8MPa 绝 对压力 时停止 此时气罐内温度 绝 对压力 时停止 此时气罐内温度t1 40 C 又经过若干小时 罐内温度降至室温 又经过若干小时 罐内温度降至室温t 10 C 问 此时罐内表压力为多少 此时罐内压缩了多少室温为 问 此时罐内表压力为多少 此时罐内压缩了多少室温为10 C的自由空气 的自由空气 20 第一章习题课第一章习题课 则表压力为则表压力为0 62MPa0 1 MPa 0 72p2 由等温过程状态方程可得由等温过程状态方程可得 288L40L 0 1 0 72 V p p V 2 1 2 1 则则 248L40 L 288VV V 21 即罐内压缩了即罐内压缩了248L室温为室温为10 C的自由空气 的自由空气 21 第一章习题课第一章习题课 解 已知 解 已知 1 4k m1090V293 16K K20273 16TT 25mmS1MPa p0 68MPa p0 25MPa p 33 1s 2 s21 1 25 从室温 1 25 从室温 20 C 时把绝对压力为 时把绝对压力为1MPa的压缩空气通过有 效截面为 的压缩空气通过有 效截面为25mm2的阀口 充入容积为的阀口 充入容积为90L的气罐中 罐内绝对 压力从 的气罐中 罐内绝对 压力从0 25MPa上升到上升到0 68MPa时 试求充气时间及气罐内的 温度 时 试求充气时间及气罐内的 温度t2为多少 当温度降至室温后罐内压力为多少 为多少 当温度降至室温后罐内压力为多少 22 第一章习题课第一章习题课 先求充气时间常数先求充气时间常数 s 3 T 273 16 kS V 105 217 12 95s 293 16 273 16 251 4 1090 105 217 3 3 s 从从0 25MPa充气到充气到1MPa所需的时间为所需的时间为 13 4s12 95s 1 0 0 25 1 285 p p 1 285t s 1 23 第一章习题课第一章习题课 从从0 68MPa充气到充气到1MPa所需的时间为所需的时间为 7 835s12 95s 1 0 0 68 1 285 p p 1 285t s 2 从从0 25MPa充气到充气到0 68MPa所需的时间为所需的时间为 5 565ss7 83513 4ttt 21 按绝热过程计算充气后罐内温度为按绝热过程计算充气后罐内温度为 357 8KK 11 4 0 68 0 25 1 293 161 4 1k p p 1 kT T 2 1 1 2 24 第一章习题课第一章习题课 即即 C84 6C273 16357 8t 2 按等容过程计算降至室温后罐内空气压力为按等容过程计算降至室温后罐内空气压力为 0 56MPaMPa 357 8 293 16 0 68 T T pp 2 3 23 25 第一章习题课第一章习题课 1 26 设空压机站吸入的大气温度1 26 设空压机站吸入的大气温度t1 20 相对湿度 相对湿度 1 80 压缩机站经过后冷却器冷却后将压缩机站经过后冷却器冷却后将p2 0 8MPa 绝对压力 绝对压力 t2 60 的压缩空气送至贮气罐 然后再经输气管道送至车间使 用 由于与外界的热交换 使进入车间的压缩空气温度 的压缩空气送至贮气罐 然后再经输气管道送至车间使 用 由于与外界的热交换 使进入车间的压缩空气温度t3 20 设车间平均耗气量为 设车间平均耗气量为qV 3m3 min 自由空气 试求后冷却器 出口压缩空气的相对湿度 贮气罐中压缩空气的露点温度和整 个气源系统每小时冷却水析出量 解 由教材P21表1 15查出 自由空气 试求后冷却器 出口压缩空气的相对湿度 贮气罐中压缩空气的露点温度和整 个气源系统每小时冷却水析出量 解 由教材P21表1 15查出 丅时 丆时 0 0199MPapC60t 17 3g md0 0023MPapC20t b22 3 b1b11 26 第一章习题课第一章习题课 已知 已知 0 8p0 80 1MPap 211 丆丆 根据教材 1 16 式质量含湿量有根据教材 1 16 式质量含湿量有 b222 b22 b111 b11 pp p 622 pp p 622d 代入数据得代入数据得 0 01990 8 0 0199 0 00230 80 1 0 00230 8 2 2 解上式即得后冷却器出口压缩空气的相对湿度解上式即得后冷却器出口压缩空气的相对湿度 73 8 2 27 第一章习题课第一章习题课 由于露点为相对湿度由于露点为相对湿度 100