《液压与气压传动》(第二版)课后习题问题详解.doc

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1、第一章1-1某液压油在大气压下的体积是,当压力升高后,其体积减少到,取油压的体积模量为,求压力升高值。解:1-3图示为一粘度计,若D=100mm,d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s时,测得转矩T=40Ncm,试求其油液的动力粘度。解:外筒壁液体粘度:1-4图示一液压缸,其缸筒径D=12厘米,活塞直径d=11.96厘米,活塞长度L=14厘米,若油的粘度=0.065Pa.s,活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?解:F力受到液体粘性的

2、影响,根据液体的粘性有F=Ff=A(du/dy)其中,A为活塞表面积,A=лdL又du/dy=v/h=v/{(D-d)/2}所以F=A(du/dy)=×лdL×v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N1-5如图所示,一具有一定真空不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,试求容器真空度。解:取水槽液面为基面。列出静力学

3、基本方程:则真空度为:pa1-7液压缸直径D=150mm,柱塞直径d=100mm,液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N的力,不计油液的重量,求图示的两种情况下液压缸中压力分别等于多少?解:1-8图示容器A中的液体的密度ρA=900Kg/m3,B中液体的密度为ρB=1200Kg/m3,ZA=200mm,ZB=180mm,h=60mm,U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解决:PA+ρAgZA=ρBgZB+ρ水银gh+PB所以ΔPAB

4、=PA-PB=ρBgZB+ρ水银gh-ρAgZA因为76厘米高水银柱为P0则60毫米高水银柱形成的压力P=(60/760)×P0所以(取g=10P0=105Pa)ΔPAB=1200×10×180×10-3+60/760×105-900×10×200×10-3=2160+7.89×103-1800=8250Pa1-9如图所示,已知水深H=10m,截面,求孔子的出流流量以及点2处的表压力(取,不计损失)解:取B面为基面,据图示两截面列出的能量方程:由于1截面与大气接触,则          且有连续

5、方程:则2处的表压力即  1-11有一液压缸,流量为25L/min,吸油管直径25mm,泵的吸油口比油箱液面高出400mm。如只考虑吸油管中的沿程压力损失,油液的运动粘度为30,油液的密度为900,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截面建立实际能量方程:1-12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=34×10-6m2/s,油液密度ρ=900kg/m3。吸油管直径d=60厘米,并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ=0.2,吸油口粗滤网的压力

6、损失Δp=0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度Pb不大于0.04MPa,求泵的吸油高度h(液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计)解:以油池液面为基准,定为1-1截面,泵吸油处为2-2截面泵吸油口液体流速:V2=4q/лd2=4×150×10-3/(л×602×10-6)=53.1m/min=0.89m/sRe=V2d/=0.89×60×10-3/(34×10-6)=1570.6<2320故油在管中为层流流动。λ=75/Rel=h所以沿程压力损失为ΔPλ=λ×(l/d)×ρ×V22/2=(

7、75/1570.6)×(h/0.6)×(900×0.892/2)=28.4h局部压力损失为ΔPξ=ξ×ρ×V22/2=0.2×900×0.892/2=71.3Pa所以所有压力损失为ΔP=ΔPλ+ΔPξ+ΔP口所以Pb=Pa-P泵=ρgh+ρV22/2+ΔP0.04MPa带入数字解得H2.36m1-13图示水平放置的固定导板,将直径d=0.1m,而速度为V=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()解:设导板对射流的作用力为,,由动量方程得:其中,,方向相差90度,由图示 

8、方向与成135度.   其方向与水平方向成135度1-15有一管径不等的串联管道,大管径为20mm,小管径为10mm,流过粘度为30的液体,流量为q=20L/min,液体的密度=900kg/,问液流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。解:1-16运动粘度=40×10-6m2/s的油液通过水平管道,油液密度ρ=900kg/m3,管道径d=10mm,l=5m,进口压力P1=4.0MPa,问流速为3m/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:ΔPλ=

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