液压流体力学部分作业习题 - 龙水根 - 液压传动

液压流体力学部分作业习题

2-1 某油管内径d=5cm，管中流速分布方程为u=0.5—800r2(m/s)，已知管壁黏性切应力?0=44.4Pa。试求该油液的动力黏度?。

2-2 图2-34所示为根据标准压力表来校正一般压力表的仪器。仪器内充满体积弹性模量为K=1.2X103MPa的油液，活塞直径d=l0mm，单头螺杆的螺距t=2mm。当压力为一个大气压时仪器内油液体积为200mL。试问要在机内形成21MPa的压力，手轮需摇多少转?

2-3 图2-35所示的油箱底部有锥阀，其尺寸为D=100mm，d=50mm，a=l00mm，d1=25mm，箱内油位高于阀芯b=50mm。油液密度为?=830kg/m3，略去阀芯的自重，且不计运动时的摩擦阻力。试确定：

(1)当压力表读数为10kPa时，提起阀芯所需的初始力F； (2)使F=0时的箱中空气压力PM。

2-4 图2-36所示的增压器d1=210mm，d2=200nun，d3=110mm，d4=100mm，可动部分质量为m=200kg，摩擦阻力等于工作柱塞全部传递力的10％。如果进口压力p1=5MPa，求出口压力p2。

2-5 一封闭容器用以连续混和两种液体A和B而成C。设密度?=930kg/m3的A液由直径为15cm的管道输入，流量为56L/s，密度?=870kg/m3的B液由直径为10cm的管道输入，流量为30L/s。如果输出C液的管道直径为17.5cm，试求输出C液的质量流量、流速和C液的密度。

2-6 图2-37所示的管道输入密度为?=880kg/m3

图2-37 图2-36

图2-35 图2-34

的油液，已知h=15m，如果测得压力有如下两种情况，求油液流动方向：

(1)p1=450kPa，p2=400kPa； (2)p1=450kPa，p2=250kPa。

2-7 如图2-38所示，设管端喷嘴直径dn=50mm，管道直径为100mm，流体为水，环境温度20℃，汽化压力为0.24mH2O，不计管路损失。试求：(1)喷嘴出流速度?n和流量；

(2)E处的流速和压力；

(3)为了增大流量，喷嘴直径能否增大?最大喷嘴直径为多少?[提示：E处不发生气穴]

2-8 图2-39所示的安全阀，阀座孔直径d=25mill，当油流压力为5MPa时阀的开度x =5mm，流量为q =600L/min。如果阀的

图2-39 图2-38

开启压力为4.3MPa，油液密度?=900kg/m3。弹簧刚度k =20N／mm，求油液出流角?值。

2-9 某管路长500m，直径为100mm，当流量为720L/min时，要求传递功率为120kW。油液黏度为80eSt，密度?=880kg/m3。试求管道进口压力和管道传输效率。

2-10 如图2-40所示，上圆盘水平地固定不动，下圆盘套在中心管上可自由地上下滑动。有水流从中心管流入二盘间的缝隙后再径向地外流。设R=305mm，r0=76mm，q =85L/s。不计水的

图2-40

质量和流动损失，若要维持间隙h=25.4mm，问包括下圆盘的质量在内的总重力G应为多少?

2-11 图2-41所示的润滑系统中，1、2、3为待润滑的三个轴承。每段管长l=500mm，直径d=4mm，输送运动黏度v=0.06cm2/s，密度?=800kg/m3的润滑油。设只考虑B点转弯处的局部压力损失，其损失系数?=0.2，忽略各处动能。求：

(1)如果每一轴承的润滑油流量必须多于8cm3/s，则总流量q应为多少?

(2)如果AB段换成d=8mm的油管，其它条件不变，则流量又为多少?

2-12 图2-42所示的液压系统中，液压缸内径D=15cm，活塞杆直径d=5mm，负载F=104N，要求运动速度v=0.2m/s。泵出口比液压缸低2m，泵出口比油池高lm。所用油为N46机械油，其运动黏度

图2-42

图2-41

v=2.9×10-5m2/s，密度?=900kg/m3。

压油管道：管长l1=30m，管径dl=30mm，绝对粗糙度?1=0.1mm，1个弯头，?1=0.29，换向阀压力损失为12.1m油拄；

回油管道：管长l2=32m，d230mm，?2=0.25mm，4个弯头，?1=0.29，换向阀压力损失为9.65m油柱。

设油缸入口和出口局部压力损失系数分别为?2=0.5和?3=1，

图2-43

试求泵的出口压力。

2-13 图2-43所示为两个小孔口出流，试证明h1yl=h2y2。 2-14 图2-44所示为回油节流调速系统。已知液压缸直径为D=150mm，活塞杆直径d=100mm，溢流阀的设定压力为2MPa，负载F=2×104N。管路很短，忽略管路的其它阻力，试问节流阀的开口面积应开到多大才能保证活塞的运动速度为0.lm/s?油的密度为900kg/m3，节流阀口流量系数为0.62。

2-15 动力黏度?=0.138Pa·s的润滑油，从压力为p=1.6×105Pa的总管，经过长l0=0.8m，直径d0=6mm的支管流至轴承中部宽b=100mm的环形槽中，轴承长l=120mm，轴径d=60mm，缝隙高度h0=0.1mm(见图2-45)，试确定：

(1)轴与轴承同心时；

(2)轴与轴承有相对偏心比?=0.5时，这两种情况下从轴承两端流出的流量。设轴转动的影响忽略不计。

图2-45 图2-44

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