第二版_液压与气压传动课后答案

液压与气压传动第二版 机械工业出版社 王积伟

第一章习题课

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第一章习题课1-2图1-45所示为一粘度计，若D= 100mm,d= 98mm, l= 200mm,外筒转速n= 8r/s时，测得的转矩T= 40N·cm,试求其油液的动力粘度。[解]依牛顿液体内摩擦定理

du F f μA dy F f/A则动力粘度μ du/dy D转矩 T Ff R Ff 22

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所以而

第一章习题课 2T 2 0.4 Ff N 8N D 0.1

A πDl π 0.1 0.2m 2 0.0628m 2 Dυ ωR 2 n外筒旋转的线速度为 2 100υ 2 π 8 mm/s 2.512m/s 2 duυ 0 s 1 2512s 1则有 dy 0.1 0.098 2 8/0.0628μ Pa s 0.051Pa s故 25123

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第一章习题课1-5如图1-48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ρ,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]在h处取等压面列静压力方程

F Gρg(x h) π 2 d 4则有

4(F G) x h 2ρgπd4

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第一章习题课1-6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，不计油液的质量，试求如图1-49所示两种情况下液压缸中压力分别等于多少？[解]两种情况下均为

F p 6.37MPaπ 2 d 4

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第一章习题课

1-7 如图1-50所示容器A中的液体密度ρA=900kg/m3，B中液体密度ρB=1200kg/m3，ZA=200mm，ZB=180mm，h= 60mm，U形管中的测压介质为汞，试求A、B之间的压力差。

[解] 已知：ρ汞=13600kg/m3

选择1-1为等压面，列静压力方程有

pA ρAgzA pB ρBgzB ρ汞gh

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第一章习题课

Δp pA pB

g(ρBzB ρ汞h ρAzA)Pa

9.8 (1200 0.18 13600 0.06 900 0.2)Pa 8350Pa

7

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第一章习题课

1-11 如图1-54所示，液压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v =34x10-6m2/s，油液密度ρ=900kg/m3。吸油管的直径d =60mm，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ζ=0.2，吸油口

粗滤网的压力损失⊿p=0.0178MPa。

如希望泵入口处的真空度pb不大于

0.04MPa，试求泵的吸油高度H（液

面到滤网之间的管路沿程损失可忽略不计）。

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第一章习题课[解]取1、2两截面列伯努力方程有2 2 paα 1υ1 pα 2υ2 H hwρg 2gρg 2g

流速雷诺数层流有

q 4q 4 150 10 3/60υ m/s 0.885m/s 2 2 Aπdπ 0.06υd 0.885 0.06 Re 1562 (层流) 6ν 34 10

α 1 α 2 2,hwΔp ,ρg

υ1 0Δp Δpλ

Δp

ζ

Δp网9

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第一章习题课Δpλ

75 Hρυ 2 Re d 275 H 900 0.885 1562 0.06 2 282.05H2

ρυ 2 900 0.885 2Δpζ ζ 0.2 70.5Pa 2 22 pa p ρgH ρα 2υ 2 Δpλ Δpζ Δp网则真空度=

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第一

章习题课依题意，真空度<0.04MPa,即2 0.04 ρgH ρα 2υ 2 282.05H Δpζ Δp网

1 2 H (0.04 10 6 ρα 2υ2 Δpζ Δp网 ) 2.35m ρg 282.05

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第一章习题课

1-19 如图1-59所示，柱塞直径

d = 19.9mm，缸套直径D = 20

mm，长l = 70mm，柱塞在力

F=40N作用下向下运动，并将

油液从缝隙中挤出，若柱塞与

缸套同心，油液的动力粘度

μ=0.784x10-3Pa·s，试求

柱塞下落0.1m所需的时间。

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第一章习题课[解]缸套中油液的压力

F 4F p Aπd

2

由于缸套与柱塞间径向间隙很小且同心，故根据同心环形缝隙的流量公式有：

πdhπdh q Δp u0 12 l 2因柱塞移动方向与压差方向相反，所以第二项取负号。而

3

π 2 q Au 0 d u0, 4Δp p pa p

D d h 0.05mm, 213

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第一章习题课则有

π 2πdh 3 4Fπdh d u0 u0 2 4 12 lπd 2

即

h F u0 h d 3π ld 2 4

3

2

0.05 10 40 3 3

19.9 0.05 10 3 3π 0.784 10 3 0.07 0.01992 2 4 4.8 10 3 m/s

m/s

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第一章习题课柱塞下落0.1m所需的时间

s 0.1 t u0 4.8 10

3

s 20.8s

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第一章习题课

1-20 如图1-60所示，在一直径D = 25mm的液压缸中放置着一个具有4条矩形截面（a×b）槽的活塞。液压缸左腔的表压力为p=0.2MPa，右腔直接回油箱。设油的动力粘度μ=0.784×10-3Pa·s，进口处压力损失

可以忽略不计，试确定

由液压缸左腔沿4条槽

泄漏到右腔去的流量，

已知槽的尺寸是

a=1mm，b=2mm，

l=120mm。16

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第一章习题课[解]矩形截面的水力直径为

dH

2ab 2 1 2 4 mm mm a b 1 2 3l dH 120 90 4, 4/3

长度与水力直径之比为故可视为细长孔。

根据流经细长孔液流的流量公式，由液压缸左腔沿4条矩形槽泄漏到右腔去的流量为4πd H q 4 Δp 128 l17

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第一章习题课

4 3 π 10 3 q 4 0.2 10 6 m 3/s 3 128 30 10 0.12

4

17.23 10 6 m 3/s

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第一章习题课1-24空气压缩机向容积为40L的气罐充气直至p1=0.8MPa(绝对压力)时停止，此时气罐内温度t1=40°C,又经过若干小时罐内温度降至室温t=10°C,问：①此时罐内表压力为多少？②此时罐内压缩了多少室温为10°C的自由空气？[解]已知：

p1 0.8MPa T1 (273 40)K 313K T2 (273 10)K 283K

由等容过程状态方程可得

T2 283 p 2 p1 0.8 MPa 0.72MPa T1 31319

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第一章习题课则表压力为

p 2 (0.72 0.1)MPa 0.62MPa

由等温过程状态方程可得

p2 0.72 V1 V2 40L 288L p1 0.1则

ΔV V 1 V 2 (288 40)L 248L

即罐内

压缩了248L室温为10°C的自由空气。

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第一章习题课

1-25 从室温(20°C)时把绝对压力为1MPa的压缩空气通过有效截面为25mm2的阀口，充入容积为90L的气罐中，罐内绝对压力从0.25MPa上升到0.68MPa时，试求充气时间及气罐内的温度t2为多少？当温度降至室温后罐内压力为多少？

[解] 已知

p1 0.25MPa,p2 0.68MPa,ps 1MPa,S 25mm,Ts T1 273.16 20 K 293.16K,V 90 10m, 332k 1.4

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