液压与气压传动课后答案第1章

1、第一章液压传动基础知识课后答案1-1液压油的体积为18 10m3，质量为16.1kg，求此液压油的密度。解：巴二 16.1 3=8.94 102kg/m3v 18 001-2某液压油在大气压下的体积是 50 10；m3，当压力升高后，其体积减少到49.9 10Jm3，取油压的体积模量为 K =700.0Mpa，求压力升高值。解： V 二V'-V0 =49.9 10-50 10"m3 = -1 10*m3pa 二 1.4MpaAkAV 700汉106如切0鼻V = _V =50 101- 3图示为一粘度计，若D=100mmd=98mm,l=200mm外卜筒转速n=8r/s时，测

2、得转矩T=40N cm,试求其油液的动力粘度。解：设外筒内壁液体速度为U0u0 二 n二 D=8 3.14 0.1m/s = 2.512m/sFf TT ” Ar_2 江 rl由 二 J 屯=.dy 二 Jdudy两边积分得(2 -I)0.4/ 2 2、 、,汽()卩 _ 2叫 d D _ 23.140.20.0980.1-0.512U0PaLs 二 0.051 Pa_S1-4用恩式粘度计测的某液压油(T=850kg/m3)200Ml流过的时间为t1=153s，20 C时200Ml的蒸馏水流过的时间为t2 =51s，求该液压油的恩式粘度E，运动粘度、和动力粘度各为多少？ 解: E 十詈=3 一

3、31 E-等 10俯/s“98 1E/SJ=1.68 10 经 Pa s1-5如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m设液体的密度为r=ioookg/m3，试求容器内真空度。解：设P为大气压，Pa为绝对压力，则真空度：P 二 Po - Pa取水槽液面为基面，列出静力学基本方程：P0Pa+ h =g-g则真空度为：pa-p，gh=1OOO 9.8 仁 9.8 103pa1-6如图所示，有一直径为d，质量为m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，活塞浸入深度为h,试确定液体在测压管内的上升

4、高度x。解：由题意知:g(X h)4(F G)g 二d2h1-7图示容器 A中的液体的密度 p a= 900Kg/,B中液体的密度为p b= 1200Kg/m!， ZA=200mm, ZB =180mm,h=60mm,形管中的测试介质是汞，试求 A,B之 间的压力差。解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程：P a+ p a g Za=p b g Z b + p 水银 g h + P b得 FAb= Pa -P b= p b g Z b + p 水银 g h - p a g Z3=1200X 9.8 X 0.18 + 13.6 X 10 X 0.06 900X 9.8 X 0.2Pa=8350

5、 Pa1-9如图所示，已知水深 H=10m截面A = 0.02m2, A = 0.04m2，求孔口的出流流量以及点2处的表压力（取了-1，不计损失） 解：对0-0和2-2截面列理想液体能量方程：g 2gP22g对2- 2和1-1截面列理想液体能量方程:p2 V2 Pl Vi g 2g -g 2g显然，Pl = P2 二 PaVoL V2,故 Vo - 0且有连续方程：ViA二V2A2二q' 3；由1；2二3；：联立解得：q = v/ _ 2gH A _ . 2 9.8 10 0.02 = 0.28m'/ s则2处的表压力即22 2gH-(勒)2P'二 P2 - Pa 二

6、 P2 - Pl 二 V2V2步 ：2 9.8 10-(0.2 8)0.04)1000pa 二 0.0735Mpa1-10如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积 人=3.2"0鼻口2，出口处管道截面积 宀=4。，h=1m求开始抽吸时，水平 管中所必需通过的流量q （液体为理想液体，不计损失）。(1)(2)解：对截面和建立液体的能量方程:旦+监上+贬:?g 2g :?g 2g连续方程MA =v2a2(3)R 十 Pgh = F2方程(1) (2) (3)联立，可得流量q=V2A2 = t 2gh 4人 i2 9.8 1 4 3.2 10，m3/s = 1.462L/S

7、1-11图示水平放置的固定导板，将直径d=0.1m,而速度为= 20m/s的射流转过90度角，求导板作用于液体的合力大小和方向(r=1000kg/m3)解：射流流量23320m3/s = 0.157m3/s3.14 0.12v =4对射流列X轴方向的动量方程FX = ：q(0-v) =1000 0.157 (-20)N -3141.6N “一” 表示力的方向与X轴正方向相反)对射流列丫轴方向的动量方程Fyq(v -0) =1000 0.157 20N =3141.6N导板作用于液体的合力F合. 3141.62 3141.62N -4442.2 N，方向与 X轴正方向成1351-12如图所示的安

8、全阀，阀座直径d=25mm当系统压力为5.0Mpa时，阀的开度 x=5mm为，通过的流量q=600L/min，若阀的开启压力为 4.3Mpa,油液的密度为 900kg/m3，弹簧的刚度k=20N/mm求油液的出流角。解：对安全阀阀心列平衡方程其中，F液丄pA=(5-4.3) 106d2F弹簧4kx F液动=，q(V2COS： -v1)qApA - kx) + Pq qqCd联立以上得，cos A代入数据得，：一28.2°1-14有一液压缸，其流量为 q=32L/min，吸油管直径20mm液压泵吸油口距离为 2010液面高500mm如只考虑吸油管中500mnt勺沿程压力损失，油液的运动

9、粘度m2/s，油液的密度为900kg/m3，问泵的吸油腔处的真空度为多少?解：如图，对1-1截面和2-2截面建立液体能量方程:2P1V1P2+-S 2g -g2h亦+忙其中，v0L v2,故v0 ” 0p1 = pa得到真空度：1 2 1 2 Pa - P2 二:?gh - - ?v ：phw 二- -v P (表示沿程压力损失)2 232心0v2=q/A2m/s = 0.663m/s1_3 260，： : <(32 10 )24vd 0.663x0.02片、.人.“.口、亠Re6663 ： 2320，所以流态为层流u20汇10沿程压力损失,p 二75刖"生=75- 1 -2

10、= 687.6Pa人 Re d 2V2d d 2所以，真空度为3 1 2p=900 9.8 400 10 +3 900 0.849 +687.6 Pa =4539.9 Pa1-15运动粘度=40x 106m/s的油液通过水平管道，油液密度p =900kg/m3，管道内径d=10mm,l=5m进口压力 R = 4.0MPa,问流速为3 m/s时，出口压力P2为多少？解：由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，所以产生沿程压力损失:,64 L Pv 0.3 106 64)L Pv2pRe d 2 vd d 2_664 40 103 0.015900 32xx0.01 2pa 二 0.192Mpa

11、P 2 = Pi- A Px= 4-0.192 MPa = 3.81Mpa1-16有一薄壁节流小孔，通过的流量为q=25L/min，压力损失为0.3Mpa,试求节流孔的通流面积，设流量系数Cd=0.61，油液的密度900kg/m900解：由q =CdA 2 p，得qCd60 0.6125 10"252m =2.65 10 m1-17图示柱塞直径d=19.9mm缸套直径D=20mrr长l=70mm柱塞在力F= 40N作用下向下运动，并将油液从隙缝中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度卩=0.784 x 10-3Pa.s，问柱塞下落0.1 m所需的时间。 r題 1-20 ES解：此问题

12、为缝隙流动问题，且为环形缝隙兀dh3| |兀 dhq°=丙Up其中,0.1 二 d2D dh ， q° = u0 A =2t 44F: d2代入数据得，t = 20.8s1-18如图所示的液压系统从蓄能器 A到电磁阀B的距离l=4m,管径d=20mm壁厚6 =1mm，管内压力2Mpa，钢的弹性模量E=2.2汇10Mpa，液体密度900kg/n?，-5m/s体积模量k=1.33 103Mpa，求，当阀瞬间关闭、0.02和0.05关闭时，在管路中达到的最大压力各为多少？解：压力冲击波的传播速度r円n Ti- 1 /1.33 109tc21(1)9001 dEm/s = 1148

13、.04m/s1 20 10 1.33 1091 10" 2.2 1011s=0.007sc 1148.04阀瞬间关闭，属于直接冲击,此时管道内瞬间压力升高值>：p = 5$ =900 1148.04 5 0007 pa =1.81Mpat0.02管中最大压力Pmax = Po =P=2 1.81Mpa =3.81Mpa(2) t=0.02> tc，属于间接冲击此时管道内瞬间压力升高值. ：pcv 900 1148.04 5 公07 pa =0.72Mpat0.05管中最大压力pmax = p0p = 2 0.72Mpa = 2.72Mpa(3) t=0.05> tc

14、,属于间接冲击此时管道内瞬间压力升高值卩cv =900 1148.04 5pa =0.72Mpat0.05管中最大压力Pmax = p V = 2 0.72Mpa = 2.72MpaPa =Pb = Pc =0.8Mpa2)停在终端位置时，Pa =3.5Mpa, pB =4.5Mpa, pC =2Mpa此时，液压阀的负载无穷大，使得减压阀2、1相继工作，故Pc =2Mpa, Pa =3.5Mpa，随着泵的流量继续增加，B点压力迅速憋高，使得该溢流阀工作，故pB =4.5Mpa。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and rese

15、arch; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpBieno 员 b3ymoiECH6yqeHu兄 cj egoB u HHue肉go 员冶hbi以下无正文UCnO 员 B3OBaTbCEb KOMMepqeckux仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forsch