《液压与气动技术项目项目化教程》课后参考答案 蔺国民

附录B习题参考答案第2章习题图2-62-6如图所示，充满液体的倒置U形管，一端位于一液面与大气相通的容器中，另一端位于一密封容器中。容器与管中液体相同，密度为ρ。在静止状态下，左右容器液面高度差为hl，右容器液面与水平连接管的高度差为h2，试求在A、B两处的真空度。习题图2-6解：本题为流体静力学问题。（1）以液面为基准在图上画出等压面0-0（这里以密闭容器液面为等压面）；（2）由于C点与B点均在等压面0-0上，故，（3）由于A点比0-0等压面高h2，所以，；得2-7如图所示安全阀，按设计当压力为p时阀应开启，弹簧刚度为k，大活塞直径为D、小活塞直径为D0，忽略大气压力。试确定该阀的弹簧预压缩量x0为多少?解：在阀芯两端流体作用力与弹簧力相平衡，可以列出力平衡方程：习题图2-7忽略大气压力，即习题图2-7则得出该阀的弹簧预压缩量为2-8变量液压泵出口与油箱之间安装一节流阀，节流阀节流口为细长孔,当泵流量为q1时，节流阀前的压力为p1。（节流阀流量系数为Cd，节流孔直径为d,液体密度为ρ）。试求：（1）泵流量增加到q2时节流阀前的压力p2。（2）若将节流阀节流口改为薄壁小孔，节流阀前的压力p2有何变化？解：泵流量等于流过节流阀的流量。（1）节流阀节流口为细长孔时,m=1，节流阀流量为，当泵流量为q1、q2时，、，可得(2)）节流阀节流口为薄壁小孔时,m=0.5，节流阀流量为，当泵流量为q1、q2时，、，可得2-9如图所示，一直径为D的露天储油罐，其近底部的出油管直径为d，出油管中心与储油罐液面相距H。设油液密度为ρ,假设在出油过程中油罐液面高度不变，出油管处压力表读数为p1，试求装满容积为Q的油车需要多长时间t。（忽略一切压力损失且动能修正系数均为1.0）解：本题为流体动力学问题。需要选定两个通流截面，为方便计算起见，选择油罐液面为1-1通流截面、出油管出口处中心所在水平面为2-2通流截面。做题思路：欲求装车时间t，则须先求出储油罐的流量q，而流量q取决于出油管的流速v2。（1）在1-1与2-2通流截面之间建立能量守恒方程（伯努利方程）：习题图2-91习题图2-91122已知：p1=p2=pa,v1=0,h1=H,ɑ1=ɑ2=1，h2=0,Δp=0,（2）将已知条件代入上述伯努利方程，整理可得：（3）通流截面2-2处的流量为（4）因为油箱是露天的，所以，装满容积为Q的油车需要时间为：第3章3-4某液压泵转速为n时，理论流量为。在同样的转速和压力p时，测得泵的实际流量为，总效率为η，求：（1）泵的容积效率ηV；（2）泵在上述工况下的机械效率ηm；（3）泵在上述工况下所需电动机的功率Pi。解：（1）根据油泵容积效率的定义，可知泵的容积效率为：；（2）因为油泵机械效率与容积效率之积等于总效率，所以机械效率为：；（3）泵的输出功率为：，所以，泵在上述工况下所需电动机的功率为：第4章4-1某差动连接液压缸，已知液压泵流量为q，压力为p，要求活塞往复运动速度均为v，试计算此液压缸活塞杆直径d和缸筒内径D，并求输出推力F。解：（1）液压缸差动时，其活塞运动速度为：（2）液压缸缩回时，其活塞运动速度为：（3）因活塞往复运动速度均为v，所以，整理以后，得：，（4）液压缸输出力为：pP、VP、nP、ηmP、ηVPVM、ηmM、ηVMΔp习题4-2图4-2一台定量液压泵给一台定量液压马达供压，泵输出压力pp、排量Vp、转速np、机械效率ηmp、容积效率ηpP、VP、nP、ηmP、ηVPVM、ηmM、ηVMΔp习题4-2图解：（1）泵输出的功率为压力能，其值等于出口压力与实际流量之积。即，；（2）泵输入的功率为机械能，其值等于输出功率与总效率之比。即，；（3）马达的转速等于马达实际流量与马达排量之比，即，，（4）马达输出功率等于输入功率与总效率之积，即，（5）马达转矩等于输出功率与角速度之比，即，4-3如图所示，三种结构形式的液压缸．活塞和活塞杆直行分别为D、d，如进入液压缸的流量为q，压力为p，试分析各缸产生的推力、速度大小以及运动方向。习题图4-3（a）（b）（c）解：（1）图(a)活塞杆固定，缸体向左运动：习题图4-3（a）（b）（c）（2）图(b)活塞杆固定，缸体向右差动：，；（3）图(c)柱塞杆固定，缸体向右运动：，。第5章5-7如图所示油路中各溢流阀的调定压力分别是pA=5MPa，pB=4MPa，pC=2MPa。在外负荷趋于无限大时，图(a)、图(b)油路的供油压力各为多大?习题图5-7解：（a）对于先导式溢流阀，其进口处的压力值为先导阀开启压力与遥控压力二者中较小者，即，由于A、B、C三个先导式溢流阀后者接在前一个的遥控管路上，所以，习题图5-7(b)直动式溢流阀进口处的压力等于弹簧调定压力与出口处压力之和，即，由于A、B、C三个直动式溢流阀串联，所以，由于C阀出口通油箱，所以，最后可得：习题图5-85-8三个溢流阀的调整压力如图所示。试问泵的供油压力有几级习题图5-8解：本题调压原理：电磁阀断电时（-）时，电磁阀将油路接通，所对应的溢流阀不工作；电磁阀通电时（+）时，电磁阀将油路断开，所对应的溢流阀起调压作用。A、B、C溢流阀对应的三个电磁阀通电（+）、断电时（-）时，泵对应的出口压力值如下表所示：A++++----B++----++C+-+--+-+p1268206410所以，油泵的压力有七级，数值各为0Mpa、2Mpa、4Mpa、6Mpa、8Mpa、10Mpa、12Mpa。第7章习题7-1图7-1如图所示的回油节流调速回路，溢流阀调定压力为2.5MPa，系统工作时该阀有油溢；活塞有效工作面积A=0.01m2，不计压力损失。（1）当背压p2分别等于0.5、2.5、3MPa时，负载F分别为多少？（2）若节流阀开口不变，则以上三种情况下，活塞的运动速度习题7-1图解：（1）系统工作时溢流阀溢流，说明油泵出口压力为溢流阀开启压力，即pB=2.5Mpa；负载力表达式为当p2=0.5MPa时，F=20000