液压与气压传动第4版课后答案解析主编刘银水许福玲Word下载.docx
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解:
设B、
C为等,
压面,
容器A中心压力为pa，贝U:
Pb
Pc
gZA
Pa
FC
汞gh
得:
附图1胚1-3图
容器A中心的绝对压力为：
Pag（汞hZa）Pa
9.81（13.610310.91030.5）1.01105（Pa）2.31105Pa
容器A中心的相对压力为：
pApag（汞hZa）9.81（13.610310.91030.5）（Pa）1.3105Pa
1-4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h0.5m，设液体的密度
1000kg/m3，试求容器内的真空度。
根据液体静力学基本方程
PbPagh
（1）
液面的压力即为大气压，即:
PbPa
将
（2）代入
（1）得：
PaPagh
容器内的真空度：
PaPa
gh10009.810.5（Pa）
4900Pa
1-5如题1-5图所示，直径为d，质量为m的柱塞浸入充满液体的密闭容器中，在力F的
作用下处于平衡状态。
若浸入深度为h，液体密度为p,试求液体在测压管内上升的高度
设柱塞底部的压力为p
以柱塞为研究对象，列受力平衡方程式:
4d2
Fmg
（1）
g（x
h）
将
（2）
代入（
1-6
示。
g（xh）〒d2
4
Fmgxh
g—d2
如题1-6图所示,
mg
将流量q16L/min的液压泵安装在油面以下，已知油的运动粘度
0.11cm2/s，油的密度880kg/m3，
求液压泵入口处的绝对压力。
①求吸油管中的流速
3
q16104
_d2603.14（20
103）2（m/s）
②求雷诺数
ReVd°
852010
0.11
管中流体为层流
104
15452320,
③求沿程压力损失
64lp
Red2
④求局部压力损失
弯头处的局部阻力系数0.2，其他尺寸如图所
0.85m/s
643880
15450.022
2
°
85（Pa）
—二
g
1361.87Pa
0.2
0.852
（Pa）
63.58Pa
⑤求总压力损失
p1361.87
63.58（Pa）1425.45Pa
以液压泵轴线为基准，对
⑥求液压泵的进口压力
V1
V2
P1
gZ1
P2
gz22
P
g（Z1
Z2）
y2小
已知:
1.01
5
10Pa,Z10.7m,v1
0,z20,v20.85m/s
880
105
9.810.7
1425.45（Pa）1.053
2-2截面列伯努利方程
1-1、
105Pa
1-7如题1-7图所示为一种抽吸设备。
水平管出口通大气，当水平管内液体流量达到某一数值时，处于面积为A1处的垂直管子将从液箱内抽吸液体，液箱表面为大气压力。
水平管内液体（抽吸用）和被抽吸介质相同。
有关尺寸如下：
面积A3.2cm2,A，4A,h1m，不计液体流动时的能量损失，问水平管内流量达到多少时才能开始抽吸。
对水平管1-1、2-2列伯努利方程
22
P1V1P2V2
-z1g--z2gy
因为：
Z1Z2,P2Pa，在刚从垂直管内抽水时，垂直管内液体可视为静止液体，由液
体静压力基本方程式可得：
P1ghPa，所以：
PiPagh，将这些代入伯努利方程:
管内的流量
433
qV2A2
4V2A141.143.2101.4610m/s87.6L/min
1-8如题1-8图所示，管道输送900kg/m2的液体，已知d10mm,L20m,h15m,液
体的运动粘度45106m2/s，点1处的压力为4.5105Pa,点2处的压力为4105Pa,
试判断管中液流的方向并计算流量。
假设管中液体从点1流向点2，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、2-2列伯努利方程:
5"
MP2…V2
zg2z2g2hwg
Zt0,Z2h,根据流量连续性方程
qv1Av2A,得v1v2
代入伯努利方程并化简得：
hghwg
P1P2ghhwg
令：
hwg
P为压力损失，贝U：
PP1
555
P2gh4.510541059009.8115（Pa）0.822105Pa0
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，贝根据层流时沿程压力损失计算公式
32Lu
P丁
得管道中液流的流速为:
流态假设成立。
管道流量为:
1-9如题1-9图所示，活塞上作用有外力F3000N，活塞直径D50mm，若使油从缸底部的锐缘孔口流出，设孔口的直径d10mm，流量系数Cd0.61，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。
作用在活塞上的外力F在缸体内产生的压力为:
3000432（Pa）
3.14（50103）2孔口的流量为:
0.61
3.14（10103）2:
2
4\'
900
15.29105
2.78103m3/s
活塞的运动速度为:
q2.781034
3~2
_D23.14（5010）
孔口的液流速度为：
35.41m/s
vq2.781034
V03~2
_d23.14（10103）2
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：
FRq（wv）
RFq（v0v）30009002.78103（35.411.42）（N）2914.96N
液流对缸底壁面的作用力为:
RR2914.96N方向向右
1-10如题1-10图所示，已知液体密度为1000kg/m3。
当阀门关闭时压力表的读数为
3105Pa，阀门打开时压力表的读数为0.8105Pa，如果d12mm，不计损失，求阀门打
开时管中的流量。
在阀前、阀后各取一个截面1-1、2-2列伯努利方程:
Pl
hig
h2g
阀门开启前，阀前液体为静止液体。
阀门开启瞬间，
也可将阀前液体视为静止液体。
即：
vi0,hih2，代入
伯努利方程并化简得:
Be也
_—"
2"
1000
（30.8）105（m/s）
20.98m/s
阀门开启时管中液流的流量为:
3.14（12103）2
20.98（m3/s）
2.37103m3/s142.2L/min
1-11如题1-11所示，一个水深2m，水平截面积为33m的水箱，底部接一直径、长2m的竖直管，在水箱进水量等于出水量下作恒定流
动，求点3处的压力及出流速度（略去各种损失）‘解：
由于水箱的进水量等于出水量，液面高度保持不变，可将水箱中的液体视为静止液体。
点3处的压力可由静压力基本方程式求得：
P3Pagh3
1.011051039.81（21）（Pa）1.3105pa对点1、点2所在的截面1-1和2-2列伯努利方程
Ph1g
v0,P1P2Pa,h20，代入伯努利方程并化简得:
A，流速为v,动量修正系数B=1,
油的密度卩。
1-12如题1-12所示的弯管，试利用动量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
所以，流体对弯管的作用力FF,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q1，并引起射流剩余部分偏转a角，已知射流速度v30m/s，全部流量q30L/s,q12L/s，求a角及平板上的作用力F。
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
Fq2vcos
qv
0q2vsin
qiv
（2）
由流量连续性方程得:
qq1q2q
q2
q
30
12
18L/S
由
（2）得:
q2sin
q1
sin-
18
arcsin241.8
cosjsin2
q2cos）
1
（2）
由
（1）得：
Fv（q
333
11030（30101810
5（N）497.5N
流体对平板的作用力F
F，方向与F相反，即水平向右。
1-14如题1-14图所示，水平放置的光滑圆管由两段组成，直径d110mm,d26mm，长
度L3m，油液密度900kg/m3，粘度20106m2/s，流量q18L/min。
管道突然
缩小处的局部阻力系数
0.35。
试求总的压力损失及两端压差
vq
103
3.82m/s
d1
60
3.14
（10
103）2
10.62m/s
v2
-d224
1
（6
3、2
10）
①求各段流速
②求各段雷诺数，判断流态
Re1泌3・8210!
1910
20106
2320，层流
Re2
V2d210.62610
3186
2320,
紊流
3求沿程压力损失
4求局部压力损失
5求总压力损失
p
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