流体力学与液压传动期末复习试题Word文档下载推荐.docx

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pd2

4

=4F=

pd

4´

50000

p（100´

10-3）2

Pa=6.37MPa

对于图（b），由于液压缸上、下底面的环形面积

p（D2-d2）/4上受压力相互抵消，有效承压面积和图（a） 相同，所以所求压力也相同，即

=6.37MPa

7如图所示，一管道输送ρ=900kg/m3的液体，h=15m。

测得压力如下：

①点1、2处的压力分别是

p1=0.45MPa、p2=0.4MPa;②p1=0.45MPa、p2=0.25MPa。

试确定液流方向。

取点1为基准面，列出伯努利方程

①当点1、2处的压力分别是p1=0.45MPa、p2=0.4MPa时,由伯努利方程得到

因为能量损失是负数，可以判断：

液流从点2流向1。

②当点1、2处的压力分别是p1=0.45MPa、p2=0.25MPa时,由伯努利方程得到

因为能量损失是正数，可以判断：

液流从点1流向2。

18.设大气中有一股流量为Q、密度为ρ的射流以速度v射到与水平成α角的平板上后分成两股，如图所示，求平板的力及流量Q1和Q2。

动量修正系数认为均等于1。

如忽略液体的自重和阻力，则由于压力处处相等故液体流 速也应处处相等。

设平板作用于液体的力为F，则平板所受力为R=­

F，其 方向垂直于平板。

列出平板法线方向的动量方程式

F=0-rQvsina=-rQvsina

则平板所受力为

R=-F=rQvsina

列出沿平板的动量方程式

rQ1v-rQ2v­

rQvcosa=0（平板方向不受力）,即

Q1-Q2­

Qcosa=0

由连续性方程有

Q1+Q2=Q

联立以上两式得

Q=1+cosaQ，Q=1­

cosaQ

1 2 2 2

1

若a=90o，则R=rQv，Q

=Q2

=Q。

2

8如图所示，用一倾斜管道输送油液，已知h=15mm，p1=0.45MPa，p2=0.25MPa，d=10mm，l=20m，

ρ=900kg/m3，运动粘度μ=45×

10­

6m2/s，求流量Q。

由伯努利方程得到

。

由上三式可得

9某圆柱形滑阀如图所示。

已知阀芯直径d=20mm、进口油压p1=9.8MPa、出口油压P2=9.5MPa，油液密度ρ=900kg/m3，阀口流量系数Cd=0.62。

求通过阀口的流量。

2Dp

r

2（p1-p2）

由小孔流量公式有

Q=Cd

×

A0×

=0.62´

pd´

cV´

=0.62´

p´

20´

10-3´

2´

=120.6L/min

2（9.8-9.5）´

106

900



m3/s

12液压泵从一个大容积的油池中抽吸润滑油，流量Q=1.2×

3m3/s，油液粘度40°

E，密度

ρ=900kg/m3，求：

①泵在油箱液面以上的最大允许装置高度，假设油液的饱和蒸汽压为2.3m高水柱所产生的压力。

吸油管长l=10m，直径d=40mm，仅考虑管中的摩擦损失。

②当泵的流量增大一倍时，最大允许装置高度将如何变化？

（1）求吸油管的液体流速

4Q 4´

1.2´

10-3

v=pd2=p（40´

10-3）2m/s=0.955m/s

（2）判断吸油管液体流态

Re=

dv=

u

40´

10-3´

0.955

292.24´

10-6

=130.7<

2320，故流态为层流。

（3）列写伯努利方程式

选取油箱液体自由表面为I­

I计算断面，选取泵的吸油口处为II­

II计算端面，列出I­

I、II­

II断面处的能量方程式为

p av2 p av2

1+ 11

+h1= 2+

22+h2+hl+hz

rg 2g rg 2g

式中，p1=pa（大气压），v1=0，h1=0（取I­

I断面为零势能基准面），p2=p，h2=H，v2=v，α1=α2=2（层

流），hz=0（仅考虑管中的摩擦损失）。

则上式化为

pa=p+

rg rg

v2

g+H+hl

p=pa

-rv2-rgH-rgh

l

（4）分别计算各项

rv2=900´

0.9552Pa=820.82Pa

rgH=900´

9.81´

H=8829H

l v2

l v2

75 l v2

rghl=rg´

l×

d×

2g=r´

2=r´

Re×

2

75 10

0.9552

=900´

130.7×

40´

10-3×

2 Pa=58876.9Pa

p=98100-820.82-8829H-58876.9=38402-8829H

p>

饱和蒸汽压=2.3´

1000´

9.81=22563Pa

38402-8829H>

22563H<

1.79m

13如图所示。

直径D=200mm的活塞在泵缸内等速地向上运动，同时油从不变液位的开敞油池被吸入泵缸。

吸油管直径d=50mm，沿程阻力系数λ=0.03，各段长度L=4m，每个弯头的局部阻力系数ζ=0.5，突然收缩局部损失系数ζ缩=0.5，突然扩大局部损失系数ζ扩=1，当活塞处于高于油池液面h=2m时，为移动活塞所需的力F=2500N。

设油液的空气分离压为0.1×

105Pa，密度ρ=900kg/m3，试确定活塞上升的速度，并求活塞以此速度运动时。

能够上升到多少高度而不使活塞和油相分离。

（1）列写伯努利方程式

I计算断面，活塞位置为II­

II 计算端面，列出I­

+h1= 2+

22+h2+Shl+Shz

I断面为零势能基准面），h2=h，v2=v，。

pa=

p2+

v

2+h2+3hl+2hz+h缩+h扩

rg rg g

v2=pa-p2-gh-3gh-2gh

-gh-gh

（2）分别计算各项

l z 缩 扩

pa-p2=（Pa-Pa+

4F）/r=

pD2

4F

pD2r=

4´

2500

3.14´

（200´

10-3）2´

900

=88.46

gh=9.81´

2=19.62

3llv2

3´

0.03´

4´

v2 2

e

3ghl=3g×

2g= 2d =

2´

50´

=3.6ve

2ghz

v2 2

=2gz2g=zv

=0.5v2

gh缩

=gz

缩2g=

2z缩

v2=0.25v2

v2 1 2 2

gh扩=gz扩2g=2z扩v=0.5ve

v2=88.46-19.62-（3.6+0.5+0.25+0.5）v2=68.84-4.85v2

e e

根据质量守恒定律

D2

ve=d2v=

2002

502

v=16v

带入v2表达式得

v2=68.84-4.85´

162´

v2=68.84-1241.6v2

68.48

1242.6

v= =0.23m/s

（3）活塞以此速度上升到多少高度而不使活塞和油相分离

v2=

pa-p2-gh-1241.6v2

（pa-p2-1242.6v2）

98100-0.1´

105

-1242.6´

0.232）

h= g =

9.81

=3.48m

1.一液压马达排量 、负载转矩为 ，测得其机械效率为0.85。

将此马达做泵使用，在工作压力为 时，其机械损失转矩与上述液压马达工况相同，求此时泵的机械效率。

做马达使用时

做泵使用时

理论输入功率

由上式可得

泵的机械效率

2.某泵输出压力为10MPa，转速为1450r/min,排量为200ml/r，泵的容积率 ，总效率 。

求泵的输出液压功率及驱动泵的电机所需功率。

（不计泵的入口油压）

3.某液压马达排量 ，入口压力为9.8MPa，出口压力为0.49MPa，其总效率 ，容积效率 ，当输入流量为22L/min时，试求：

⑴液压马达的输出转矩；

⑵液压马达的输出转速。

理论流量

由上两式可知

实际输入功率

实际输出功率

液压马达的输出转矩

4.一液压泵，当负载压力为 时，输出流量为96L/min；

而负载压力为 时，输出流

量为94L/min。

用此泵带动一排量 的液压马达。

当负载转矩为 时，液压马达的机

械效率为0.94，其转速为1100r/min。

求此时液压马达的容积效率。

（提示：

先求液压马达的负载压力）解：