液压与气压传动-左建明主编-第四版-课后答案.docx

题1-4图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=lm,设1-1某液压油在大气压下的体积是50*10一3.3,当压力升高后，其体积减少到49.9x10-3),取油压的体积模量为K=700.0%相，求压力升高值。解：V=V-½,'=49.9×10-3-50×10-3W3=-1×10-4n3小“"A必V700×106×l×10一“由K=½知：p=；pa=1.4MPaV0TK50×1031-2用恩式粘度计测的某液压油(p=85Om3)200MI流过的时间为z=153s,20。C时200MI的蒸你水流过的时间为2=51s,求该液压油的恩式粘度。石，运动粘度y和动力粘度各为多少？解:。£=；=胃=3v=(7.31°E-筌)xl()-6m2s=L98xlO-5zw2s1-3图示为一粘度计，假设D=100mnbd=98mm,l=200mm,外筒转速n=8rs时，测得转矩T=40Ncm,试求其油液的动力粘度。解：设外筒内壁液体速度为,du,由=>dy=audy两边积分得1-4图示一液压缸，其缸筒内径D=12厘米，活塞直径d=11.96厘米，活塞长度L=14厘米，假设油的粘度"=0.065Pa.s,活塞回程要求的稳定速度为v=0.5ms,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少？解：对活塞列平衡方程：对上式两边积分得：液体的密度为 容器内真空度。p = 1 OOOkg / ,试求1-5如下图，一具有一定真空度的容器用一根管解：设综为大气压，2为绝对压力，那么真空度：P=Pi.-Pa取水槽液面为基面，列出静力学根本方程：匹+h=区PgPg那么真空度为：pa-p=Pgh=1000×9.8×l=9.8×103pa1-6如下图，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。假设液体的密度为p,活塞浸入深度为h,试确定液体在测压管内的上升高度X。解：由题意知：1-7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：由图中分析知，在两种情况下，作用在柱塞上的面积均为工小41-8图示容器A中的液体的密度PA=900Kg/m3,B中液体的密度为PB=I200Kgm3,Za=20011i11),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：Pa+PagZA=PBgZb+P水银gh+Pr得Pab=Pa-Pb=PBgZb+P水银gh-PgZ=1200×9.8×0.18+13.6×103×0.06-900×9.8×0.2Pa=8350Pa题1-8图19如下图，水深H=IOnI,截面A=O.02疗,4=0.04/,求孔口的出流流量以及点2处的表压力(取。=1,不计损失)解：对0-0和2-2截面列理想液体能量方程：对2-2和1-1截面列理想液体能量方程：显然，P=P2=P4%"%，故总°且有连续方程：VxAx=V2A2=Cl()由联立解得:2_22gH-()2那么2处的表压力即P=p2-pa=P2-Pi=_P=-P1-10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1=3.2×1042,出口处管道截面积4=4A,h=lm,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)。解：对截面和建立液体的能量方程：AX=AXPg2gPg2g连续方程V1A1=V2A2(2)又P,+pgh=P2(3)方程(1)(2)(3)联立，可得流量ITl有一液压缸，流量为25Lmin,吸油管直径25mm,泵的吸油口比油箱液面高出40OnIm。如只考虑吸油管中50OnInl的沿程压力损失，油液的运动粘度为30x10-6m2/5,油液的密度为9oozgzn3,问泵的吸油腔处的真空度为多少？解：如图，对IT截面和2-2截面建立液体能量方程：其中，%一%,故%之0Pci-P?=pgh+gpF+pg%=pgh+pv2+AP(AP表示沿程压力损失)nvd0.849×0.025厂山、1、七*汇口、七Re=N=707.5<2320»所以流态为层流30xlOy沿程压力损失所以，真空度为p=900×9.8×400×103+900×0.8492+687.6pj4539.9pa1-12泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q=150Lmin,油液的运动粘度u=34Xl(m7s,油液密度P=900kgm3o吸油管直径d=60毫米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数=0.2,吸油口粗滤网的压力损失Ap=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)所以，真空度Pa-P2解：吸油管油液速度：故油在管中为层流流动。以油池液面为基准，定为11截面，泵吸油处为22截面，列能量方程：其中，al=a2=2(层流)，因匕“岭，故Pl=P&，M+pgH+PghJPghL1-13图示水平放置的固定导板，将直径d=0.1m,而速度为V=20ms的射流转过90度角，求导板作用于液体的合力大小和方向(9=1000w3)解：射流流量对射流列X轴方向的动量方程Fx=pq(O-v)=1OOO×0.157×(-20)TV=-3141,62V(“一”表示力的方向与X轴正方向相反)对射流列Y轴方向的动量方程导板作用于液体的合力=77x+7S2=73141.62+3141.62=4442.27V,方向与X轴正方向成135°1-14如下图的平安阀，阀座直径d=25m,当系统压力为5.0MPa时，阀的开度x=5m为，通过的流量q=600Lmin,假设阀的开启压力为4.3MPa,油液的密度为900kgr113,弹簧的刚度k=20Nmm,求油液的出流角。解：对平安阀阀心列平衡方程其中，F液=IaPA=(54.3)x106X?/F弹籁=kx心动二夕夕(匕cosg-匕)而匕吟行尸C用(p-kx)+联立以上得，CoSa=尸1代入数据得，=28.2"5楞1-15有一管径不等的串联管道，大管内径为20m,小管内径为IOmm,流过粘度为30x10-3ps的液体，流量为q=20Lmin,液体的密度p=900kg/加问液流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。1T6运动粘度i/NOXIO'/s的油液通过水平管道，油液密度P=900kgm3,管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P=4.OMPa,问流速为3m/s时，出口压力Pz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：64x40XIOW5900×32pa = 0. 92MPaXX3×0.010.012P2=P1-P=4-0.192MPa=3.8IMPa1-18有一薄壁节流小孔，通过的流量为q=25Lmin,压力损失为0.3Mpa,试求节流孔的通流面积，设流量系数C尸0.61,油液的密度900kgM=2.65×10"51-19圆柱形滑阀如下图：阀芯直径d=2cm,进口液压p=9.8Mpa,出口液压p09Mpa油液的密度p=900z,通过阀口时的流量系数Cd=0.65,阀口开度x=0.2cm,求流过阀M的流量。解：当阀的开口较小时，可看作薄壁小孔，阀口的流量截面积：4=Wa流过阀口的流量:1-20图示柱塞直径d=19.9mm,缸套直径D=20mm,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，假设柱塞与缸套同心，油液的动力粘解：此问题为缝隙流动问题，旦为环形缝隙度u=0.784X103pa.s,问柱塞下落0.1m所需的时间。甘山LD-d.0.1r/4F代入数据得，f = 20.8s其中，仁了,%/A=：丁"二前1-21在一直径D=25un的液压缸中放置着一个具有4条矩形截面(xb)槽的活塞，液压缸左腔表压为p=0.2的加，右腔直接回油箱,设油的粘度=3OlO-3pos,进口处压力损失可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿四条槽泄露到右腔去的流量，槽的尺寸是a=2mm,b=tnn,I=120nun。解：由题意得，四条槽可以看作四个细长孔。I,土n12ab2×2×1.令令水力直径df.=1.33wwna+b2+1那么所求的流量：1-22如下图，泵的供油压力为3.2MPa,薄壁小孔节流阀I的开口为0.O211薄壁小孔节流阀11的开口为0.Olm2,求活塞向右运动的速度V为多少？缸中活塞面积A=100cm2,油的密度900kgm3,负载16000N,液流的流量系数Cd=O.6©解：对活塞列平衡方程，得流过节流阀I的流量d=QA.E=06x002xl()7E2i5W%r3s=0716xl0"m3s,VPV900流过节流阀II的流量qn=CtlAn=0.6×0.01×IO4×2-(1/S=0.358×l"w35进入缸的流量活塞的速度1-23如下图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=mm,管内压力2的心，钢的弹性模量E=2.2xl()5Mp4,液体密度p=900/w3,丁=5S体积模量&=1.33乂1()3阪4,求，当阀瞬间关闭、0.02和0.05关闭时，在管路中到达的最大压力各为多少？解：压力冲击波的传播速度(1)阀瞬间关闭，属于直接冲击，此时管道内瞬间压力升高值管中最大压力(2) t=0.02>rc,属于间接冲击此时管道内瞬间压力升高值管中最大压力(3) t=0.05如属于间接冲击此时管道内瞬间压力升高值管中最大压力2-1液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。解：a)p=0b)p=0C)P=APd)p=e)p=A匕2-2如下图，A为通流截面可变的节流阀，B为溢流阀。溢流阀的调整压力是P,如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？F答：节流阀A通流截面最大时，液压泵出口压力P=O,溢流小-B阀B不翻开，阀A通流截面逐渐关小时，液压泵出口压力逐一渐升高，当阀A的通流截面关小到某一值时，P到达P,溢2流阀B翻开。以后继续关小阀A的通流截面，P不升高，维持Py值。2-3试分析影响液压泵容积效率%的因素。2-2图答：容积效率表征容积容积损失的大小。由2=2=1电可知：泄露量M越大，容积效率越小功”而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有f=k=*由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。2-4泵的额定流量为IooLmin,额定压力为2.5MPa,当转速为1450rmin时，机械效率为11r=0.9o由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106Lmin,压力为2.5MPa时,流量为100.7Lmin,试求：泵的容积效率；如泵的转速下降到500rmi