《液压与气压传动》作业题.docx
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《液压与气压传动》作业题
《液压与气压传动》作业题
第一章习题
1-1某液压油在大气压下得体积就是50L,当压力升高后其体积减少到49、9L,设液压油得体积弹性模量，求压力升高值。
解：
KV7000105（49.950）5
p（Pa）1410Pa
V50
1-2用恩氏粘度计测得得某种液压油200mL流过得时间。
20C时200mL蒸馏水流过得时
间。
问该液压油得为多少？
动力粘度为多少？
运动粘度为多少？
解：
v（7.310E6031）106（7.3136.31）106（m2/s）19.83106m2/s
E3
v85019.83106（Pas）0.169105Pas
1-3如题1-3图所示，容器A内充满着得液体，汞U形测压计得，求容器A中心压力。
解：
设B、C为等压面，容器A中心压力为PA,贝U：
得：
容器A中心得绝对压力为：
Pag（汞hZa）Pa
9.81（13.610310.91030.5）1.01105（Pa）2.31105Pa
容器A中心得相对压力为：
pApag（汞hZA）9.81（13.610310.91030.5）（Pa）1.3105Pa
1-4如题1-4图所示，具有一定真空度得容器用一根管子倒置于一液面与大气相同得槽中,液体在管中上升得高度，设液体得密度，试求容器内得真空度。
解：
根据液体静力学基本方程
（1）
液面得压力即为大气压，即：
（2）
将
（2）代入
（1）得：
1-5如题1-5图所示，直径为d,质量为m得柱塞浸入充满液体得密闭容器中，在力F得
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得高度
X。
解：
设柱塞底部得压力为p
以柱塞为研究对象，列受力平衡方程式:
（1）
（2）
将
（2）代入
（1）
1-6如题1-6图所示，将流量得液压泵安装在油面已知油得运动粘度，油得密度，弯头处得局部阻力其她尺寸如图所示。
求液压泵入口处得绝对压力。
解：
①求吸油管中得流速
附图3K1-5图
系数,
q161034
v
_d2603.14（20
4
②求雷诺数
ReVd°8520103
0.11
管中流体为层流
104
15452320,
103）2（m/S）隔"
③求沿程压力损失
64lp
Rd
64
1545
3
0.02
8800.852/
2（P®
1361.87Pa
④求局部压力损失
0.2
880
O'85®）63.58Pa
⑤求总压力损失
p1361.8763.58（Pa）1425.45Pa
⑥求液压泵得进口压力
以液压泵轴线为基准，对1-1、2-2截面列伯努利方程
22
P1
gZ1
2
P2
gZ2
2
P
P2
P1
g（Z1
Z2）
22
（v1V2
2
）P
已知
:
P1
Pa
1.01
5
10Pa,Z1
0.7m,v1
0,Z20,V20.85m/s
5
2
8800.85
5
P2
1.01
10
880
9.810.7
1425.45（Pa）1.05310Pa
2
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处得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）与被抽吸介质相同。
有关尺寸如下：
面积，不计液体流动时得能量损失，问水平管内流量达到多少时才能开始抽吸。
解：
对水平管1-1、2-2列伯努利方程
管内得流量
qv2A24v2A41.143.21041.46103m3/s87.6L/min
1-8如题1-8图所示，管道输送得液体，已知液体得运动粘度，点1处得压力为，点2处
得压力为，试判断管中液流得方向并计算流量。
解：
假设管中液体从点1流向点2,即1-2
以点1所在得平面为基准水平面，选取点1与点2得截面1-1、2-2列伯努利方程:
故液体流向假设不成立，应由点2流向点1,即2-1
假设管道内得液流为层流，贝根据层流时沿程压力损失计算公式
得管道中液流得流速为:
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，活塞直径，若使油从缸底部得锐缘孔口流出,
设孔口得直径，流量系数，油得密度，不计摩擦，试求作用在液压缸缸底壁面上得力
解：
作用在活塞上得外力F在缸体内产生得压力为:
FP
D2
4
孔口得流量为：
30004（Pa）15.29105Pa
3.14（50103）2
活塞得运动速度为:
取缸内得液体为控制液体，缸底壁面对控制液体得作用力为R。
根据动量定理：
FRq（v°v）
RFq（v0v）30009002.78103（35.411.42）（N）2914.96N
液流对缸底壁面得作用力为：
方向向右
1-10如题1-10图所示，已知液体密度为。
当阀门关闭时压力表得读数为，阀门打开时压力表得读数为，如果，不计损失，求阀门打开时管中得流量。
解：
在阀前、阀后各取一个截面1-1、2-2列伯努利方程：
2
V2
~2
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：
，代入伯努利方程并化简得：
阀门开启时管中液流得流量为:
33
2.37103m3/s142.2L/min
Ins
1-11如题1-11所示，一个水深2m,水平截面积为得水箱，底部接一直径、长2m得竖直
管，在水箱进水量等于出水量下作恒定流动，求点3处得压力及出流速度（略去各种损失）。
解：
由于水箱得进水量等于出水量，液面高度保持不变，可将水箱中得液体视为静止液体。
点3处得压力可由静压力基本方程式求得:
P3Pagh3
1.011051039.81（21）（Pa）1.3105pa
22
EXEh2gV2
因为：
代入伯努利方程并化简得:
1-12如题1-12所示得弯管，试利用动量方程求流动液体对弯管得作用力。
设管道入口处
P2，管道通流面积为A，流速为V，动量修正系数B=1，油
得密度卩。
1-13如题1-13图所示，将一平板插入水得自由射流之内，并垂直于射流得轴线。
该平板截去射流流量得一部分，并引起射流剩余部分偏转a角，已知射流速度，全部流量，求a角及平板上得作用力Fo解：
设平板对流体得作用力为，如图所示。
分别沿X、丫方向对控制液体列动量方程
（2）
由流量连续性方程得:
q
q
q2
q2
q
q
30
1218L/s
由
（2）
刁曰・
得:
q2sin
q1
q1
12
2
sin
—
—
q2
18
3
Jf
cos
arcsin41.8
3
.1sin2
22
1（3）
由
（1）得：
F
v（q
q2cos）
33
11030（3010
18103—5（N）497.5N
3
流体对平板得作用力，方向与相反，即水平向右
1-14如题1-14图所示，水平放置得光滑圆管由两段组成，直径，长度，油液密度，粘度,
流量。
管道突然缩小处得局部阻力系数
试求总得压力损失及两端压差
解：
①求各段流速
2
d1
4
V2
4d
3
18104
32
603.14（1010）
3
18104
2
603.14（610）
3.82m/s
10.62m/s
②求各段雷诺数，判断流态
Re1
Re2
v1d1
v?
d2
3.8210103
20106
10.626103
2010
19102320,层流
31862320,紊流
♦
附图12题「14图
③求沿程压力损失
第一段，p1
64上
Re1d1
2
V1
第二段，p2
0.3164
12
643
19100.01
2
V2
2
9003.82（Pa）0.66105Pa
④求局部压力损失
2
V2
2
0.35
⑤求总压力损失
⑤求两端压差
d2
0.3164
31860.25
3
0.006
90010.62（Pa）10.69105Pa
2
90010.62
2
5
0.1810Pa
p0.66105
10.691050.18105（Pa）11.53105Pa
选取进油口、出油口所在平面分别为
1-1、2-2截面，列伯努利方程
22
v1v2
P2
P1
P2
尹22V12）
p900（10.6223.822）11.53105（Pa）
5
11.9710Pa
1-15
如题
1-15图所示,
在直径为d，长为L得输油管中，粘度为
v得油在液面位差H
得作用下运动着。
如果只考虑运动时得摩擦损失，试求从层流过渡到紊流时得
H表达式。
解：
液体通过管道得流量
（1）
-J
Re——2320,
qd2
4
-d2
4
2320
d
23202320
d
d4
（2）
（3）
将
（2）、（3）同时代入
（1）
1-16如题1-16图所示，柱塞得直径，在力得作用下
向下运动，将液压缸中得油通过得缝隙排到大气中
去。
设活塞与缸筒处于同心状态，缝隙长，油得动力粘度,
试确定活塞下落0、1m所需得时间。
解：
根据同心圆柱环形缝隙流量公式
R
附图门题图
由于液体在缝隙得流动方向与柱塞得移动方向相反，所以上式取负号。
即
（1）
设活塞下落0、1m所需得时间为t，则在该时间内，从缝隙排出得液体体积为，从而得到缝隙得流量为:
又缝隙两端得压差为:
（3）
柱塞下降得速度为:
（4）
代入数据:
323
t3（2010）50107010
33
（2020.05）10/
（s）353.4s
40（0.0510）150
第三章习题
3-4如题3-4图所示，分别为两液压缸有效作用面积，，液压泵流量，负载，不计损失，求两缸工作压力及两活塞运动速度。
3-5若要求某差动液压缸快进速度就是快退速度得3倍，试确定活塞面积与活塞杆截面积
之比为多少？
3-7如题3-6图所示，
班级成绩
姓名任课教师
学号批改日期
构件2与机架3组成螺旋副C，2与1还组成螺旋副B。
现要求当构件1转一圈时，构件2向右移
动0、2mm,问螺旋副B得导程IB为多少？
右旋还就是左旋?
解：
右旋
12—4图示螺旋机构中，已知螺旋副A为右旋，导程IA=2、8mm；螺旋畐【JB为左旋，导
程IB=3mm,
C为移动副。
试问螺杆1转多少转时才使螺母2相对构件3移动10、6mm。
解：
螺杆1转1、83转时才使螺母2相对构件3移动10、6mm。
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