-
第二章 液压油液
2.1什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？并分别述说其粘度单位。
2.2 液压油的牌号与粘度有什么关系？
2.3 已知油液的运动粘度v(cst)需要求相应的动力粘度η(Pa·s)，试导出计算公式。
2.4 求20号机械油40℃时的平均动力粘度，用Pa·s及泊(dyn?s)表示。 2cm2.5 填空
1) 某液压油的密度ρ=900kg/m3= N·s2/m4=dyn·s2/cm4= ）kgf·s2/cm4。
2) 20#机械油的密度ρ=900kg/m3，其粘度为20cst= cm2/s = ( )Pa·s= P= cP 2.6 图示液压缸，D=63mm，d=45mm油的体积弹性模量k=1.5×109Pa载荷变化量△F=10000N。
L 当1) L=0.4m时 v 2) L=1.2m时
F 求：在不计缸体变形和泄漏的情况下，由于油液的压缩性，当载荷变化时，活塞将产生的位移。 题2.6图
2.7 油的体积弹性模量k=1.30×
109Pa，装于L=5m长的圆管内(在大气压下)，管内径d=20mm，当管内油压升至△p=20MPa时，试求管内油液的变化容积。
2.8 计算下列各题，并讨论计算结果说明了什么？
1) 机床液压中混入了1%的空气，试求系统压力为p=3.5MPa时液 压油的等效体积弹性模量Kˊ值；
2) 试求同前情况，p=7.0MPa时的Kˊ值；
3) 试求同前情况，但油中混入5%体积空气时的Kˊ值； 2.9 20℃时200ml的蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为5ls，若200ml的某液压油在50℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为229.5s，试求该液压油
3
的°E50、v及?的值，设油的密度为ρ=900kg/m。
26
第三章 液压流体力学基础
3.1压力的定义是什么？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与外界负载有什么关系？
3.2 图示为5吨液压千斤顶，其活塞直径D1=34mm，D2=13mm，杠杆长如图所示，问杆端应加多大的力P，才能起重5吨？
750 25 P W D2 D1 Pa h P0
题3.2图 题3.5图
3.3解释如下概念：稳定流动、过流断面、流量、平均流速。 3.4伯努利方程的物理意义是什么？
3.5设真空计水柱高h=4m，求容器A内之真空度和绝对压力pa（注：设容器A内之压力为Pa，P0为大气压力）
3.6如图所示，油泵从油箱中吸油，吸油管直径d=20mm，泵的流量q=0.25×10-3m3/s，油液在50℃时的运动粘度v=45cst，泵安装高度h=1.2m，不计吸油管内损失，问该泵吸油腔的真空度为多少？
3.7如图示液压泵，吸油管直径d=60mm，流量2.5×10-3m3/s，入口处的真空度为0.02MPa，油液的密度为ρ=900kg/m3，局部损失阻力系数ξ弯 头 =0.2，动能修正系数α2=2，可忽略沿程压力损失，求泵的安装高度h。
27
P1 泵 h h P0 题3.6图 题3.7图
3.8图示管路由两根圆管和一段变径管接头连接而成。d1=200mm，d2=400mm，截面1 P1=0.07MPa，截面2 P2=0.04MPa，v2=1m/s，截面1、2间中心高度差为1m，判断液流方向，并计算两截面间的水头损失。
3.9水在图示竖管中流动，v1=6m/s，d1=300mm，为使截面1、2的压力读数相等，求d2。
3.10有一容器的出水管管径d=10cm，当龙头关闭时压力计的读数为49000Pa(表压)。龙头开启时，压力计读数降至19600Pa(表压)。如果总能量损失为4900Pa，试求通过管路的水流流量。
d1 2 1 1m v1 3m H p q d2 d
图3.8 图3.9 图3.10
3.11如图所示，油管水平放置，截面1-1、2-2处直径为d1、d2，液体在管路内作连续流动，若不计管路内能量损失，求：
1) 截面1-1，2-2处哪一点压力高？为什么？
2) 若管路内通过的流量为q，试求截面1-1，2-2两处的压力差△P。 3.12图示三个通道过流断面上的压力和平均流速分别为P1v1、P2v2和P3v3，忽略液体的重量，用动量方程计算液体作用于三通上的力。
28
p1 s1 v1 Fy F p2 s2 O F1 v2 1 1 2 p3 s3 v3
题3-11图 题3-12图
3.13在图示的阀上，若通过的流量为q=1.67×10-3m3/s，阀芯直径d=30mm，开口量x=2mm，液流流过开口时的角度θ=69°，问阀芯受的轴向液动力等于多少？
3.14液体流动时，管路中的压力损失有哪几种？其值与哪些因素有关？
3.15阐述层流与紊流的物理现象及其判别方法。 3.16某管道绝对粗糙度为Δ=0.5mm，管道直径d=200mm，管长2000m，如流速为0.1m/s输入，运动粘度为v=1.8cst的液体，其密度为ρ=900kg/m3，求沿程压力损失。
3.17某液压系统由液压泵至液压马达的管路如图所示。管内径为16mm，油的密度ρ=900kg/m3，运动粘度v=18cst，流速v=5m/s，管内壁相对粗糙度Δ/d<0.0001，45°弯头局部阻力系数ξ=0.3，90°弯头局部阻力系数ξ=1.12。试求由液压泵至液压马达的全部压力损失。
2 1940m m? B 45° 460m mx 1000m md
M
题3.13图 题3.17图
3.18某圆柱形滑阀(见图)，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，通过阀口时的流量系数c=0.65。求通过阀口的流量。
3.19一柱塞在力F=50N作用下移动，将液压缸中的油通过δ=0.05mm
29
的缝隙排到大气中去。设活塞和缸筒处于同心状态，缝隙长L=70mm，活塞直径d=20mm，油的粘度η=50×10-3Pas，试确定活塞移动0.1m所需的时间。
3.20液压冲击是怎样产生的？有何危害？如何防止？
p1 p2 d x=2mm
题3.18图
30