《液压与气压传动》第4版课后答案

1、第4版液压与气压传动课后习题答案第一章习题1-1某液压油在大气压下的体积是50L，当压力升高后其体积减少到49.9L »设液压油的体积弹性模量K 7000 lOPa，求压力升高值。KVV57000 105(49.9 50)505(Pa) 14 WPa41-2用恩氏粘度计测得850kg/m3的某种液压油200mL流过的时间ti153s20 c时 200mL蒸锢水流过的时间t251s。问该液压油的多少？动力粘度(Pa s)为多少？运动粘度 (m2 /S)为多少？解：®e'1 'Slab 51o6,31 eS. 31 6262V (731°E 0)10&

2、#174; (7.31 3 ) 10 (m/s) 19.83 lOm /s E365V 850 19.83 10 ®( Pa s) 0J69 WPa s1-3如题1-3图所示，容器A内充满着900kg / rr?的液体，汞U形测 压计的' C为等压面 ' 容器A中心压力为PA '则：h 1m,SA05m，求容器A中心压力gZAPAPc汞ghPa得：gZAPA汞 gh Pa容器A中心的绝对压力为：解：设BpAg(汞 h Za) Pa33559.81 (13.6 10M 0.9 103 0,5) 1.01 lOfRa) 2.31 WPa容器A中心的相对压力为：c3

3、35CWPA Pag(汞 h Za) 9.81 (13.610 1 0.910 0.5)( Pa) 1.3 10 Pa1-4如题1-4图所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相同的槽中 > 液体在 管中上升的高度h 0.5m，设液体的密度 解：根据液体静力学基本方程PB pAgh (1)1000kg / m3，试求容器内的真空度。液面的压力即为大气压 > 即：pB pa将（2）代入（1）得：PaPAghgh 1000 9.81 05(Pa) 4900Pa容器内的真空度：Pa PAm的柱塞浸入充满液体的密闭容器中，在力F的 液体密度为P，试求液体1-5如题1-5图所示

4、 > 直径为d -质量为作在测压管内上升的高度用下处于平衡状态。若浸入深度为h，X。解：设柱塞底部的压力为以柱塞为硏究对象'列受力平衡方程式:P d 2 F mg(1)p g(x h)(2)将（2）代入（1）gx h) 4 护 FmgF mg xh gd2x4(F2mg)hdg1-6如题1-6图所示 > 将流g q 16L / min的液压泵安装在油面以下，已知油的运动粘度0J1cm2/s，油的密度 880kg/n?，弯头处的局部阻力系数02 >其他尺寸如图所示。求液压泵入口处的绝对压力。解：求吸油管中的流速q 16 10460 3.14(203Z2(m/s)085m

5、/s求雷诺数0J1管中流体为层流1545 2320 '求沿程压力损失643 8801545 0.0220.852。处(Pa)1361,87Pa求局部压力损失0.2880。以(Pa) 63.58Pa2求总压力损失PPp 1361.876358(Pa) 1425.45Pa求液压泵的进口压力以液压泵轴线为基准，对2*1pi gziP2P2 P1 已知P,22)1-1 ' 2-2截面列伯努利方程07 m, vi0,Z2 0,V2 0.85m/s880 0.8525142545(Pa) 1.053 10 Pa 2Pgz2(VIV2 2Pa1.01 105pa,zi1-7如题1-7图所示为

6、一种抽吸设备。水平管出口P2 1.01880 9.81 07通大气当水平管内液体流g达到某一数值时 ' 处于面积为Ai处的垂直管子将从液箱内抽吸液体，液箱表面为大气压力。水平2管内液体（抽吸用）和被抽吸介质相同。有矣尺寸如下：面积Ai3,2cmA24Ai,h 1m >不计液体流动时的能fi损失 > 问水平管内流S达到多少时才能开始抽吸解：对水平管1-1 ' 2-2列伯努利方程1乙g2'12 Z2g因为：ZlZ2,p2Pa 在刚从垂直管内抽水时，体静压垂直管内液体可视为静止液体，由液 力基本方程式可得：P9hP1 Pa gh，将这些代入伯努利方程:Pa qh

7、V?2 pa V222化简得：22pa gh Vlpa V22222vi V22gh(1)根据流量连续性方程V1A1V2A2，已知A2vi4v2(2)将（2）代入（1）得2:15v22gh2gh29.81 11.14m/s.2 1515管内的流量q V2A24V2A14 1J43.2 10 4146 Wms 876L/min如题18图所示，管道输送W图S题图900kg / m2 的液体 > 已知 d 10mm丄 20m,h 15m,液体的运动粘度45W6m2/s，点1处的压力为4.5 105 Pa，点2处的压力为4 WPa 试判断管中液流的方向并计算流S。解：假设管中液体从点1流向点2，

8、即1 »2以点1所在的平面为基准水平面，选取点1和点2的截面1-1 ' 22列伯努利方程:因为：ziO,Z2h,根据流g连续性方程q viA V2A,得 V1V2代入伯努利方程并化简得：pi P2gh hwg令：hwg p为压力损失 > 则：222ppp gh 45 IOM 10 900 V.81 15( Pa) 0.822 10 Pa 0故液体流向假设不成立，应由点2流向点1，即2 >1假设管道内的液流为层流 > 则：根据层流时沿程压力损失计算公式32 Lu得管道中液流的流速为：d232L(10 10 3)2 632 900 45 10200.822 10

9、 (m/ s) 032m/sReud 0.32 (1010 浮 71 2320645 10®流态假设成立。管道流量为：(10 10 3)24032(和/S)0.025 10 3m閉5L/min1-9如题1-9图所示，活塞上作用有外力F 3000N，活塞直径D 50mm，若使油从缸底部的锐缘孔流出 > 设孔口的直径d 10mm >流g系数Cd 0,61，油的密度900kg / m3 不计摩擦，试求作用在液压缸缸底壁面上的力。解：作用在活塞上的外力F在缸体内产生的压力为：q Cd Aq融图7 Xf 1 9图q 2.78 10 3 4 023.14 (50 10 3)2432

10、1 42m/sF7孔口的液流速度为：I活塞的运动速度为：'0d24278 10M3.14(10 10 3)23541m/sF3000 4 心、.5 Pa 15.29 105 PaD2 3,14 (50 10 3)24孔口的流g为：0,61 5严)护00 15.29 105 2.78 10 W/s取缸内的液体为控制液体'缸底壁面对控制液体的作用力为R。根据动量定理:F R q(vov)R F q(vov) 3000 900 2.78 10 3(35.41 1.42)(N ) 2914.96N液流对缸底壁面的作用力为：RR2914.96N方向向右伯0如题1-10图所示 > 已

11、知液体密度为WOOkg/n?。当阀门尖闭时压力表的读数为3 WPa，阀门打开时压力表的读数为08 WPa >如果d 12mm，不计损失，求阀门打幵时管中的流量。解：在阀前 ' 阀后各取一个截面1-1 ' 2-2列伯努利方程:1-12如题1-12所示的弯管 试利用动S方程求流动液体对弯管的作用力。设管道入口处的压力为P1出口处的压力为P2，管道通流面积为A，流速为V，动S修正系数P=1 油的密解：设弯管对流体的作用力为F，如图所示。对控制液 体列X方向的动S方程:ApiF sinAp2 cosq(V2cos vi) (1)V1 V2V2)将(2)代入(1)得:A(pi p2

12、 cos ) qv(cos 1)sin所以，流体对弯管的作用力F F 方向与F相反。1-13如题1-13图所示 将一平板插入水的自由射流之内，并垂直于射流的轴线。该平板 截去射流 流量的一部分qi 并引起射流剩余部分偏转a角，已知射流速度V 30m/ s，全部流量q30L/s,qi12L/s求a角及平板上的作用力F解：设平板对流体的作用力为F如图所示。分别沿X、 丫方向对控制液体列动量方程q2vcosqv0 qzv sinqiv由流量连续方程得：qqiq2q 由(2) 得：q2Si nQ23012 18L/SoinQ2z arcsiri1218o 41.8cos 1 sin 2由（1 ）得：F

13、 V （qqzcos) 1 10锻(30 10 3 18 100(N) 497.5N3流体对平板的作用力FF 方向与F相反，即水平向右。水平放置的光滑圆管由两段组成直径di 10mm,d2 6mm，长度L 3m 油液密度900kg / m3，粘度 20 10 m/s 流fiq18L/min。管道突然缩小处的局部阻力系数035。试求总的压力损失及两端压差。解：求各段流速10Mdi41860 3,14(10 10 V3.82m / S42318 10Mid'/10.62m/S60 3J4(6求各段雷诺数判断流态wch3.82 10 10 3ReiX6；gd10.62 6 10,191023

14、20 '层流fu2 公 220 10®31862320紊流求沿程压力损失第一段，pi64 h第二段，P20.3164Rd公I26419102丫20.3164°2求局部压力损失0.35求总压力损失5p066 105900 38*230.0060J8 105pa(Pa) 0.66 105 Pa2*»g(Pa) 10.69 105 Pa10,69 100,18 105(Paf 11,53 WPa求两端压差选取进油口 '出油口所在平面分别为1-1 ' 2-2截面，列伯努利方程2*1HlCo2'22腐P2(V2立22Vi)9°

15、76; 石 0 622 3822) 11 53 105 ( Pa) 11.97 1 OPa91-15如题1-15图所示 > 在直径为d，长为L的输油管中，粘度为V的油在液面位差H的作用下运动着。如果只考虑运动时的摩擦损失，试求从层流过渡到紊流时的H表达式。 解：液体通过管道的流量Rfi128 L d2320.2320d222320 2320ri4将(2)2320(3P2gH同时代入（d4(3)1)(J4 dw128 vLnH2320cPgH32 L742402LHQ2)仁16如题1-16图所示 > 柱塞的直径d 20mm，在力F 150N的作用下向下运动将液压缸中的2)油通过0,05mm的缝隙排到大气中去。设活塞和缸筒处于同心状态，缝隙长L 70mm，油的动力粘度50 W 3pa S，试确定活塞下落01m所需的时间。解：根据同心圆柱环形缝隙流量公式d3 -12Lp2d uo由于液体在缝隙的流动方向