液压课后答案第二章.doc

1如图示h=2m，油的密度 ，问球形容器内真空度等于多少？

解：
答案：容积内真空度
2图为一鉴定压力表的校正器，器内充满油液，其 ，由密封良好的活塞旋进压缩油液，造成鉴定压力表所需的压力。活塞直径，螺距，在标准大气压下，校正器内充油体积。当校正器须产生20MPa的压力时，求手轮须旋转进多少转？（油的体积模量）

解：依式求出油液需要减少的体积为：
再依手轮旋进n转时，仅使油液减少的体积为：

当时，即能造成压力。故得：

于是所需旋进转数为：

答案：手轮须旋进12.7转
3若已知一油缸，内径，，在标准大气压下，压力增加到，在不计变形和泄漏的情况下，问油的压缩量是多少？（油的体积模量）
解：在标准大气压下，油缸的容积为：

压力增加时，油缸容积的变化量：

所以油液的压缩量：

即在长度上压缩了
答案：在长度上压缩了
4．如图示：一管道输送 的液体，已知,1处的压力为,2处的压力，求油液的流动方向。

解：因管道为等径的，1处和2处的动能相等，为此计算1、2处的总能量时可不计入，故1处的总能量为：

2处的总能量为：

由此看出，油液是从2流向1的。
答案：油液是从2流向1的。
5有一换向阀，流量为 q=，阀心直径，开口量 ，液流流过开口时的角度 ，液体的密度，阀芯受到的轴向液动力等于多少？
解：轴向液动力的公式：

取

（方向使阀芯关闭）
答案：阀芯受到的轴向液动力
6如图所示，一平板置于油的自由射流之内，并垂直于射流的轴线，设该平板截去射流流量的一部分并使射流的其余部分偏转θ角。已知射流流速，总流量，，试确定射流作用在平板上的力F及射流的偏转角θ，液体的重量和对于平板的摩擦忽略不计，油的密度 。

解: 假设向下的流量分量为q2,
分别在水平轴和垂直轴方向列出动量方程，得：
X方向：
Y方向：
取
设
则

即对挡板作用力为342.35N
答案：挡板作用力为342.35N
7水平放置的光滑圆管由两段组成，如图所示。直径分别为, ,长度,密度,粘度，以的流量通过此管，试分别计算油液通过两段油管时的压力损失。

解：根据题意分析，先计算管内流速和：

利用雷诺数进行流动状态判别：

计算压力损失和：

答案：通过两段油管时的压力损失分别为：，。

8图示抽水设备水平放置，出口通大气，求开始能够抽吸时的流量。抽吸和被抽吸介质相同。设备尺寸如下，细管处的截面面积，出口处管道断面积 ，，（不计液体流动的能量损失，设液体密度为）。

解：设，根据解题分析，对油箱液面和水平管道轴心面列伯努利方程：

由此得：

对、截面列伯努利方程：

根据连续性方程，则有：

由此得：

开始吸油时的流量为：

答案：开始吸油时的流量为：
9图示为一液压管的弯口处。已经通过管道的流量，管道内径，系统压力，试计算90°弯头处支架所受的力。

解：取由弯头所限制的一段流体为控制体，如图（b）所示。
液流作用于截面Ⅰ—Ⅰ上的力为：

液流作用于截面Ⅱ—Ⅱ上的力为：

油液在管道内的流速为：

方向上的动力方程：

答案：90°弯头处支架所受的力。

10．如图示，液压泵从邮箱吸油，吸油管直径，流量，液压泵入口处的真空度为油液的运动粘度，，弯头处的局部阻力系数，管道入口处的局部阻力系数，沿程损失忽略不计，试求吸油高度。

解：设。先求吸油管内流速

由题意分析，得：

答案：吸油高度。
12如图所示，直径的活塞，在的油缸中，活塞长，活塞两端的压差，试确定在下列条件时，从活塞与油缸间隙漏出的流量。（油的粘度）。
（1） 活塞与油缸同心时；
（2） 活塞与油缸有偏心时。

解：（1）活塞与油缸同心时

（2）活塞在油缸中有偏心时

13如图示已知液压缸有效面积，负载，滑阀直径，同心径向间隙，配合长度，油液粘度 ，密度，泵供油量，若考虑油液流经滑阀时的泄露，试计算活塞的运动速度。（按同心和完全偏心的两种不同情况计算）。

解：先确定系统压力:

由题意分析，计算同心圆环缝隙下的泄漏量：

计算完全偏心时的泄漏量：

答案：同心时油液流经滑阀的泄漏量，活塞运动速度；完全偏心时油液流经滑阀的泄漏量，活塞运动速度。

14如图所示：已知油罐输油管直径，壁厚，管长，油面，油液密度，体积弹性模量，钢管的弹性模量。不计流动损失，试求阀门突然关闭时的最大压力升高值。
按下列两种不同情况分别进行计算：
（1） 阀门关闭时间；
（2） 阀门关闭时间。

解：先求压力波的传播速度：

求临界关闭时间：

（1） 因所以为完全冲击，此时的压力升高值为：

根据能量转换，,得：

（2） 因，所以为不完全冲击，此时的压力升高值为：

答案：（1）时；（2）时
15如图所示，垂直管径为d,水从固定液位h的箱中沿此管流入大气中。试求流量和管长L的关系，以及指出在怎样的液位h时，流量将不随管长而变化，设管中的沿程阻力系数λ为常数，且忽略管路进口损失。

解：(1)对截面1—1和2—2列伯努利方程

于是得：

流量

(2)令
式中K、C为常数
则：
式中

即h和L是某一线性关系时流量将不变。

答案：Q;h和L是某一线性关系时流量将不变.
16泵从一个大容积的油池中抽吸润滑油，流量，油的粘度为，密度，求：
（1）泵在油箱液面以上的最大允许装置高度，假设油的饱和蒸汽压为2.3X104Pa，吸油管长度，直径，仅考虑管中的摩擦损失；
（ 2）当泵的流量增大一倍时，最大允许装置高度将如何变化？

解：（1）列出油箱液面和泵吸油腔的伯努利方程:

因为
所以

因此为层流。
压力损失：

代入伯努利方程：

即泵可装置在油箱液面以上2.6m处。
（3） 如泵的流量增加一倍，即，
则
所以

即泵可装置在油池液面以下3.08m处。
答案：（1）泵可装置在油箱液面以上2.6m处。
（2）泵可装置在油池液面以下3.08m处。