液压与气压传动课后答案

2020-05-09 14:37

1-1 某液压油在大气压下的体积是50?10?3m3,当压力升高后,其体积减少到

49.9?10?3m3,取油压的体积模量为K?700.0Mpa,求压力升高值。

解: ?V?V'?V0'?49.9?10?3?50?10?3m3??1?10?4m3

k?V700?106?1?10?4?P?pa?1.4Mpa 由K??V0知: ?p???3V050?10?V1-2 用恩式粘度计测的某液压油(??850kg/m3)200Ml流过的时间为t1=153s,

20?C时200Ml的蒸馏水流过的时间为t2=51s,求该液压油的恩式粘度?E,

运动粘度?和动力粘度?各为多少? 解:?E?t11536.31??3 ??(7.31?E?)?10?6m2/s?1.98?10?5m2/s t251?E ??????1.68?10?2Pa?s

1- 3图示为一粘度计,若D=100mm,d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s时,测得转矩T=40N?cm,试求其油液的动力粘度。

解:设外筒内壁液体速度为u0

u0?n?D?8?3.14?0.1m/s?2.512m/sT???Ar?2?rlFf

由 ???两边积分得

du??dy??du dyT220.422(?)?(?)???2?ldD?2?3.14?0.20.0980.1pa?s?0.051pa?s

u00.5121-4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,若油的粘度?=0.065Pa.s,活塞回程要求的稳定速度为

v=0.5m/s,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:

F?Ff???Adudu ????2?rldrdr1?Fdr???2?ldu

r对上式两边积分得:

F?D2d201dr??2?l?du

vr3.14?0.065?14?10?2 ?F??N?8.58N

D12lnlnd11.96??l1-5 如图所示,一具有一定真空度的容器用一根管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=1m,设液体的密

度为??1000kg/m3,试求容器内真空度。

解:设P0为大气压,Pa为绝对压力,则真空度:

P?P0?Pa

取水槽液面为基面,列出静力学基本方程:

p0p?h?a ?g?g则真空度为: pa?p??gh?1000?9.8?1?9.8?103pa

1-6 如图所示,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。若液体的密度为?,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:

F?G??g(x?h)A

4(F?G)?x??h2?g?d

2

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 ?p?F?4d2

?4?6.37MPa

2d1-8图示容器A中的液体的密度ρA=900Kg/m3,B中液体的密度为ρB=1200 Kg/m3, ZA=200mm, 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+ρA g ZA=ρB g ZB + ρ

水银

g h + PB

水银

得 ΔPAB=PA -PB=ρB g ZB + ρg h -ρA g Z

=1200×9.8×0.18+13.6×103×0.06-900×

9.8×0.2Pa=8350 Pa

1-9 如图所示,已知水深H=10m,截面A1?0.02m2,A2?0.04m2,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:

p0V02p2V22????H 1 ?g2g?g2g对2-2和1-1截面列理想液体能量方程:

p2V22p1V12??? 2 ?g2g?g2g 3

显然,p1?p2?pa v0?v2,故v0?0

且有连续方程:V1A1?V2A2?q 3

由123联立解得:

?q?v1A1?2gHA1?2?9.8?10?0.02?0.28m3/s

则2处的表压力即 p'?p2?pa?p2?p1?v?v??221222gH?(2q2)A2?

2?9.8?10?(?

20.282)0.04?1000pa?0.0735Mpa

1-10 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

A1?3.2?10?4m2,出口处管道截面积A2?4A1,h=1m,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:

22PVPV1?1?2?2 (1) ?g2g?g2g连续方程

V1A1?V2A2 (2)

又 P1??gh?P2 (3) 方程(1)(2)(3)联立,可得流量

q?V2A2?2gh2?9.8?1?4A1??4?3.2?10?4m3/s?1.462L/s 15151-11有一液压缸,流量为25L/min,吸油管直径25mm,泵的吸油口比油箱液面

高出400mm。如只考虑吸油管中500mm的沿程压力损失,油液的运动粘度为

4

30?10?6m2/s,油液的密度为900kg/m3,问泵的吸油腔处的真空度为多少?

解:如图,对1-1截面和2-2截面建立液体能量方程:

p1v12p2v22 ???h?+hw ?g2g?g2g其中,v0?v2,故v0?0 p1?pa

得到真空度:

11 pa?p2??gh??v2??ghw??gh??v2??P(?P表示沿程压力损失)

22v2?q/A2?25?10?3160????(25?10?3)24m/s?0.849m/s

Re?vd??0.849?0.025?707.5?2320,所以流态为层流

30?10?6沿程压力损失

75l?V22?l1?P?????75????V22?687.6Pa

Red2V2dd2所以,真空度为

1p=900?9.8?400?10?3+?900?0.8492+687.6pa=4539.9pa

21-12泵从一个大的油池中抽吸油液,流量为q=150L/min,油液的运动粘度?=34

×10-6m2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。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ξ=0.2,吸油口粗滤网的压力损失Δp=0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度Pb不大于0.04 MPa,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)

解:吸油管油液速度:

q150?10?3v??m/s?0.885m/s 2A60???0.06/40.885?0.06?1562?2320

?34?10?6故油在管中为层流流动。

Re??vd以油池液面为基准,定为1-1截面,泵吸油处为2-2截面,列能量方程:

5


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