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

1、解:设B、C为等,压面,容器A中心压力为pa，贝U:PbPcgZAPaFC汞gh得:附图1胚1-3图容器A中心的绝对压力为：Pa g（汞h Za） Pa9.81 （13.6 103 1 0.9 103 0.5） 1.01 105（Pa） 2.31 105Pa容器A中心的相对压力为：pA pa g（汞h Za） 9.81 （13.6 103 1 0.9 103 0.5）（Pa） 1.3 105 Pa1-4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h 0.5m，设液体的密度1000 kg/m3，试求容器内的真空度。根据液体静力学基本方程Pb

2、Pa gh （ 1）液面的压力即为大气压，即:Pb Pa将（2）代入（1）得：Pa Pa gh容器内的真空度：Pa Pagh 1000 9.81 0.5（Pa）4900 Pa1-5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:4d2F mg（1）g（xh）将（2）代入（1-6示。g（x h） d24, F mg x hg d2如题1-6图所示,mg将流量q 16L/min的液压泵安装在油面以下，已知油的运动粘度0.11cm2/s

3、，油的密度 880kg/m3，求液压泵入口处的绝对压力。求吸油管中的流速3q 16 10 4_d2 60 3.14 （20103）2（m/s）求雷诺数Re Vd 85 20 100.11管中流体为层流10 41545 2320,求沿程压力损失64 l pRe d 2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/ s64 3 8801545 0.02 2285 （Pa） 二g 1361.87Pa0.20.852（Pa）63.58Pa求总压力损失p 1361.8763.58（Pa） 1425.45Pa以液压泵轴线为基准，对求液压泵的进口压力V1V2P1gZ1P2gz2 2P

4、g（Z1Z2）y2小已知:1.01510 Pa,Z1 0.7m,v10, z2 0, v2 0.85m/s8801059.81 0.71425.45（ Pa） 1.0532-2截面列伯努利方程1-1、105 Pa1-7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A 3.2cm2, A， 4A,h 1m， 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2 2P1 V1 P2 V

5、2-z1g - - z2g y因为：Z1 Z2,P2 Pa，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：P1 gh Pa，所以：Pi Pa gh，将这些代入伯努利方程:管内的流量4 3 3q V2A24V2A1 4 1.14 3.2 10 1.46 10 m /s 87.6L/min1-8如题1-8图所示，管道输送 900kg /m2的液体，已知d 10mm, L 20m, h 15m,液体的运动粘度 45 10 6m2/s，点1处的压力为4.5 105Pa ,点2处的压力为4 105Pa ,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

6、 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 M P2 V2zg 2 z2g 2 hwgZt 0,Z2 h,根据流量连续性方程q v1A v2A,得 v1 v2代入伯努利方程并化简得：hg hwgP1 P2 gh hwg令：hwgP为压力损失，贝U：P P15 5 5P2 gh 4.5 105 4 105 900 9.81 15（ Pa） 0.822 1 05 Pa 0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32 LuP 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

7、所示，活塞上作用有外力F 3000N，活塞直径D 50mm，若使油从缸 底部的锐缘孔口流出，设孔口的直径d 10mm，流量系数Cd 0.61，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:3000 4 3 2 （Pa）3.14 （50 10 3）2 孔口的流量为:0.613.14 （10 103）2 : 24 90015.29 1052.78 10 3m3/s活塞的运动速度为:q 2.78 10 3 432_D2 3.14 （50 10 ）孔口的液流速度为：35.41m/sv q 2.78 10 3 4V0 32_d2 3.14

8、 （10 10 3）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：F R q（w v）R F q（v0 v） 3000 900 2.78 10 3 （35.41 1.42）（N） 2914.96N液流对缸底壁面的作用力为:R R 2914.96N 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3 105Pa，阀门打开时压力表的读数为0.8 105Pa，如果d 12mm，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:Plhigh2g阀门开启前，阀前液体为静止液体。阀门开启瞬间，也

9、可将阀前液体视为静止液体。即：vi 0, hi h2，代入伯努利方程并化简得:B e 也_ 2,1000（3 0.8） 105（m/s）20.98m/s阀门开启时管中液流的流量为:3.14 （12 103）220.98（m3/s）2.37 10 3m3/s 142.2L/min1-11如题1-11所示，一个水深2m，水平截面积为3 3m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：P3 Pa gh31.0

10、1 105 103 9.81 （2 1）（Pa） 1.3 105pa 对点1、点2所在的截面1-1和2-2列伯努利方程P h1gv 0, P1 P2 Pa ,h2 0，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F F ,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v 30m/s，全 部流

11、量q 30L/s, q 12L/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F q2vcosqv0 q2vs inqiv（2）由流量连续性方程得:q q1 q2 qq2q301218L/S由（2）得:q2s inq1sin -18arcsi n2 41.8cos j sin2q2 cos ）1（2）由（1 ）得：F v（q3 3 31 10 30（30 10 18 105（N） 497.5N流体对平板的作用力FF，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d1 10mm, d2 6mm，长度L 3m，油液密度 900kg/m3，粘度 20 10 6m2/s，流量q 18L/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v q10 33.82m/sd1603.14（1010 3）210.62m/sv2-d22 41（63、210 ）求各段流速求各段雷诺数，判断流态Re1 泌 382 10 ! 191020 10 62320，层流Re2V2d2 10.62 6 1031862320,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