华中科技大学液压传动01-答案.doc

习 题 一2-1 某油管内径d=5cm，管中流速分布方程为u=0.5-800r2(m/s)，已知管壁粘性切应力0=44.4Pa。试求该油液的动力粘度。解：根据 0=而 =1600r (s-1) ，r =2.510-2m，0=44.4Pa 得 =|0/()|=1.11Pas2-4 下图所示的增压器d1=210mm，d2=200mm,d3=110mm,d4=100mm,可动部分质量为m=200kg，摩擦阻力等于工作柱塞全部传递力的10，如果进口压力p1=5MPa，求出口压力p2。 d2d1d3d4p1p2 ffGp1p2 图题1-2 工作柱塞受力分析图解：对工作柱塞受力的分析（如右上图）：则： p1A2=G+f+ p2 A4 d22 p1=mg+10d22 p1+d42 p2可以解出：p2=17.8MPa 。2-7 如下图所示，设管端喷嘴直径dn=50mm，管道直径100mm，流体为水20，环境温度20，汽化压力为0.24mH2Oabs，不计管路损失。试求：（1）喷嘴处流速度vn和流量；（2）E处的流速和压力；（3）为了增大流量，喷嘴直径能否增大？最大喷嘴直径为多少？（提示：E处不发生气穴） 0E110mVn22040m1 图题1-3解：（1）由水箱液面0-0在喷嘴出口1-1处建立伯努利方程：gz0+vo2= gz1+vn2z0=40mm，z1=0mm， v0 =0m/s，故可解出：vn=28m/s流量q1 = vnA1=dn2 vn=0.055m3/s（2）连续性方程 v2A2=v1A1（在过流断面1-1，2-2处建立）可以解出：v2= A1v1/ A2=7m/s由水箱液面0-0至2-2处建立伯努利方程：gz0+vo2= gz2+v22v2=7m/s，v0 =0m/s ，z0=10mm，z2=0mm，解出：p2=1.735105Pa（3）发生气穴时压力，p=0.241039.8Pa=2.352103Pa（绝对压力）流速不变，增大喷嘴直径可增大流量，当E处刚好不发生气穴时：p2=p=2.352103Pa由水箱液面0-0至2-2处建立伯努利方程：gz0+vo2= gz2+v22z0-z2=10m，v0=0，注意此时p0=1.01105Pa，可以解出 v2=19.8m/s根据连续性方程有：A1max=A2v2/v1 d1max=d2=84mm2-8如下图所示的安全阀，阀座孔直径d=25mm，当油液压力为5MPa时，阀的开度x=5mm，流量为q=600L/min。如果阀的开启压力为4.3MPa，油液密度=900kg/m3。弹簧刚度k=20N/mm，求油液出流角 dv211x221122p1v1ffFv2 图题1-4 油液分析示意图解：弹簧的预压力为阀刚开启时油液的压力，即F预=d2p开 ；而阀开度为5mm时，弹簧作用在阀上的力：F =F预+kx =d2p开+kx=2209.69N阀处于平衡状态，则此时油液作用在阀上的力也为2209.69N，所以阀对油液的反作用力为F=F=2209.69N由1-1截面至2-2截面建立伯努利方程：gz1+v12=gz2+v22z1=z2，p1=5MPa，v1=20.38m/s解出v2=107.4m/s如油液分析示意图，油路沿程的摩擦力可忽