液壓與氣壓傳動第2章習(xí)題解答

1、第2章 液壓與氣壓傳動流體力學(xué)基礎(chǔ)思考題和習(xí)題2.1 什么叫壓力？壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力與外界負(fù)載有什么關(guān)系？（答案略）2.2 解釋下述概念：理想流體、定常流動、過流斷面、流量、平均流速、層流、紊流和雷諾數(shù)。（答案略）2.3 說明連續(xù)性方程的本質(zhì)是什么？它的物理意義是什么？（答案略）2.4 說明伯努利方程的物理意義并指出理想液體伯努利方程和實際液體伯努利方程有什么區(qū)別？（答案略）2.5 如圖2.32所示，已知測壓計水銀面高度，計算M點處的壓力是多少？解：取BC等壓面，： 因為DB為等壓面，故 。 取M水平面為等壓面，。2.6 一個壓力水箱與兩個U形水銀測壓計連接如圖2.33，a，

2、b，c，d和e分別為各液面相對于某基準(zhǔn)面的高度值，求壓力水箱上部的氣體壓力pg是多少？解：由等壓面概念： 整理： （為處大氣壓力）2.7 如圖2.34所示的連通器，內(nèi)裝兩種液體，其中已知水的密度r1= 1 000 kg/m，h1= 60 cm，h1= 75 cm，試求另一種液體的密度r是多少？解：取等壓面11列方程： 2.8 水池如圖2.35側(cè)壁排水管為0.50.5 mm的正方形斷面，已知，h = 2 m，a = 45，不計蓋板自重及鉸鏈處摩擦影響，計算打開蓋板的力是多少？解：蓋板所受的總壓力， （N） 壓心位置，（m）對鉸鏈力矩平衡， （N）2.9 如圖2.36所示的漸擴水管，已知d = 1

3、5 cm，D = 30 cm，pA = 6.8610 4 Pa，pB = 5.8810 4 Pa，h = 1 m，uB = 1.5 m/s，求（1）uA=？（2）水流的方向，（3）壓力損失為多少？解：（1） （m/s） （2）A點總能頭（mH2O） B點總能頭（mH2O） 故水流方向為由A到B （3）能頭損失為 （mH2O） 壓力損失為：（Pa）2.10 如圖2.37中，液壓缸直徑D = 150 mm，活塞直徑d = 100 mm，負(fù)載F = 510N。若不計液壓油自重及柱塞與缸體重量，試求圖示兩種情況下液壓缸內(nèi)的液體壓力是多少？解：（a） （Pa） （b） （Pa）2.11 消防水龍軟管如圖

4、2.38所示，已知水龍出口直徑d = 5 cm，水流流量q = 2.36 m3/min，水管直徑D = 10 cm，為保持消防水管不致后退，試確定消防員的握持力為多大？解：（N）；向左 （N）；向上 握持力：， （N） 握持力方向 ；（右下）2.12 如圖2.39中所示的壓力閥，當(dāng)p= 6 MPa時，液壓閥動作。若d= 10 mm，d= 15 mm，p= 0.5 MPa，試求：（1）彈簧的預(yù)壓力Fs；（2）當(dāng)彈簧剛度k = 100 N/mm時的彈簧預(yù)壓縮量x。解：（1）力平衡關(guān)系： （N） （2）由于 則有（mm）2.13 虹吸管道如圖2.40所示，已知水管直徑D = 10 cm，水管總長L

5、= 1 000 m，h0 = 3 m，求流量q是多少？（局部阻力系數(shù)：入口 = 0.5，出口 = 1.0，彎頭= 0.3，沿程阻力系數(shù)= 0.06）解： （m） （m/s） （m3/s）2.14 壓力表校正裝置原理如圖2.41所示，已知活塞直徑d = 10 mm，絲杠導(dǎo)程S =2 mm，裝置內(nèi)油液的體積彈性模量K =1.210 MPa。當(dāng)壓力為1個大氣壓 (p 0.1 MPa) 時，裝置內(nèi)油液的體積為200 mL。若要在裝置內(nèi)形成21 MPa壓力，試求手輪要轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？解：由于 則有：（mL） 而， 故，（轉(zhuǎn)）2.15 如圖2.42所示，液壓泵的流量q = 25 L/min，吸油管直徑d =25

6、 mm，泵口比油箱液面高出400 mm，管長l = 600 mm。如果只考慮吸油管中的沿程壓力損失，當(dāng)用32號液壓油，并且油溫為40 時，液壓油的密度r = 900kg/m，試求油泵吸油腔處的真空度是多少？解： 0.8488（m/s） 2320，液體流動是紊流。 0.025 （Pa） ，0.025 （Pa） 所以 （Pa）2.18 如圖2.44所示，液壓泵從一個大容積的油池中抽吸潤滑油，流量為q = 1.2 L/s，油液的粘度E = 40，密度r = 900 kg/m，假設(shè)液壓油的空氣分離壓為2.8 米水柱，吸油管長度l = 10 m，直徑d = 40 mm，如果只考慮管中的摩擦損失，求液壓泵在油箱液面以上的最大允許安裝高度是多少？解：油液粘度： （m2/s） 故為層流， 沿程損失 （Pa） 空氣分離壓（Pa） 最大安裝高度處 故（m）2.19 管路系統(tǒng)如圖2.45所示，A點的標(biāo)高為10 米，B點的標(biāo)高為12 米，管徑d = 250 mm，管長l =1000 米，求管路中的流量q是多少?（沿程阻力系數(shù)l = 0.03，局部阻力系數(shù)：入口1 = 0.5，彎管2 = 0.2，出口3 = 1.0）。解：有效靜壓頭為 （m） （m/s） （m3/s）2.20 已知容器中空氣的壓力為1.1705105 a（絕對壓力），空