流体力学和液压传动的联系

第一章 绪论

液压传动，由于它有很多突出的优点，所以在工业部门中获得了广泛的应用。它的主要优点是：在极低的稳定速度下能够产生极大的推力(或转矩)；单位功率的系统重量轻，尺寸小。而它的缺点—--泄漏，可以采用密封技术加以减小或消除。

1-1 千斤顶的小活塞直径为10mm，行程20mm，大活塞直径为40mm，重物W为50000N，杠杆比为L：l=500:25,求1)杠杆端施加多少力才能举起重物W？2)此时密封容积中的液体压力等于多少？3)杠杆上下动作一次，重物的上升量。又如小活塞上有摩擦力200N，大活塞上有摩擦力1000N，并且杠杆每上下一次，密封容积中液体外泄0.2cm到油箱，重复上述计算。

注：演算此题，可体会到得之于力，失之于速的道理。考虑损失后，对输入功率、输出功率及功率损失有一初步的概念。

1-2 液压传动系统有泵、阀、执行元3

件、油箱、管路等元件和辅件，还得有驱动

泵的电机。而如电机驱动系统，似乎只需一

只电机就行了。为什么说液压系统的体积

小，重量轻呢？

1-3 液压系统中，要经过两次能量的

转换，一次是电机的机械能转换成泵输出的

流动液体的压力能，另一次是输入执行元件

的流动液体的压力能转换成为执行元件的

机械能。经过能量转换是要损失能量的，那

么为

流体力学与液压传动实验报告册

姓名： 学号： 专业： 班级：

中国地质大学长城学院工程技术系

机械教研室

实验一：液压系统认知与基本回路的构建实验

一、 实验目的

二、 实验设备

三、 实验内容

1、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个简单的液压回路，实现液压缸的往复运动，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的工作原理：

2、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个液压缸顺序动作回路，实现两个液压缸的顺序动作，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的功能分析

实验二：液压泵的拆装与性能实验 一、 实验目的：

二、 实验材料：

三、 实验内容：

1、 液压泵的结构原理图：

2、 液压泵

流体力学与液压传动实验报告册

姓名： 学号： 专业： 班级：

中国地质大学长城学院工程技术系

机械教研室

实验一：液压系统认知与基本回路的构建实验

一、 实验目的

二、 实验设备

三、 实验内容

1、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个简单的液压回路，实现液压缸的往复运动，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的工作原理：

2、 （1）用溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、油管等在

YCS-A型液压传动演示实验台组成一个液压缸顺序动作回路，实现两个液压缸的顺序动作，并绘制液压系统原理图。

（2）系统的组成：

（3）系统的功能分析

实验二：液压泵的拆装与性能实验 一、 实验目的：

二、 实验材料：

三、 实验内容：

1、 液压泵的结构原理图：

2、 液压泵

流体力学与液压传动复习题

1、 液压与气压传动的工作压力由什么决定？液压与气压传动是如何传递动力

的？

2、 换向阀的主要作用是什么？溢流阀的主要作用是什么？节流阀的主要作用

是什么？

3、 液压传动系统主要由哪几部份组成？

4、 什么叫液体的粘性？液体什么时候才会表现出粘性？它与温度、压力的关系

如何？液压系统工作介质的粘性越大越好吗？如何选择工作介质？

5、 液体的静压力两个重要特性是什么？静压力基本方程式的物理意义是什

么？

6、 什么是绝对压力？什么是相对压力？什么叫真空度？

7、 什么叫定常流动？什么叫通流截面？连续性方程的物理意义是什么？ 8、 液体在直管中流动时的压力损失由哪两部份组成？ 9、 什么叫空穴现象？如何减少这种现象？

10、 什么叫液压冲击？产生液压冲击的原因是什么？

11、 液压泵的工件原理是什么？它有哪三个特点？根据结构特点来分，液压泵分为哪几类？根据输出流量来分，液压泵又分为哪几类？ 12、 液压泵的总效率如何计算？

13、 外啮合齿轮泵是如何工作的？它存在哪三大问题？如何解决？

14、 叶片泵是如何工作的？单作用叶片泵与双作用叶片泵的区别有哪些？它们是如何工作？为什么双作用叶片泵又叫卸荷式叶片泵？单作用叶片泵是如何实

-

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

液压技术

《液压技术基础》 液压技术基础》交通与车辆工程学院周长城

液压技术

上堂课内容回顾1.静止液体的力学基本概念和性质； .静止液体的力学基本概念和性质； 2.流动液体的基本方程； .流动液体的基本方程； (1)连续性定律 ) (2)伯努利方程 ) (3)动量定理 )

2011年3月15日

山东理工大学 交通与车辆学院

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液压技术

第五节 流体流动压力损失基本概念：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失， 基本概念：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压 力损失分为两类： 力损失分为两类：沿程压力损失和局部压力损失 沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失， 沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失， 这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。 这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。 局部压力损失：是油液流经局部障碍(如弯管、接头、 局部压力损失：是油液流经局部障碍(如弯管、接头、管道截 面突然扩大或收缩) 由于液流的方向和速度的突然变化， 面突然扩大或收缩)时，由于液流的方向和速度的突然变化， 在局部形成旋涡引起油液质点间， 在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互 碰撞和剧烈

《流体力学与液压传动习题集》

同济大学机械工程学院机械电子工程研究所 訚 耀保（yin yaobao）

电话：13774313727 邮件：y-yin@tongji.edu.cn

习题1-1：画出以下液压元件的液压符号图。1）油缸 2）液压泵 3）溢流阀 4）液压

马达 5）单向阀 6）油滤

习题2-1：用恩氏粘度计测得密度为850kg/m3的油液200ml经直径2.8mm小孔流出时间

为408秒,试求此油的运动粘度与动力粘度值。

习题2-2：有密闭于液压缸的一段直径d=15cm，长L=40cm的液压油，它的体积膨胀系数

为6.5×10^（-4）(1/K).此密闭容积一端的活塞可以移动。如果活塞上的外力不变，油温从-20℃上升至+25℃，求活塞移动的距离。

习题 2-3：同上 2-2。如果活塞不能移动，液压缸是刚性的。问：由于温度的变化，油

液的膨胀，使液压缸中的压力上升多少？

1

习题2-4：某飞行器容积中有2L液压油。它的压力从0.5MPa上升至20.5MPa时，1）设

容器是刚性的2）假设每上升0.1MPa，容器本身的体积增大0.01%。试分别计算上述两种情况下必须从油泵补充输入该

流体力学与液压传动习题库及参考答案

一、填空题

1、液压传动的工作原理是（ ）定律。即密封容积中的液体既可以传递（ ），又可以传递（ ）。（帕斯卡、力、运动） 2、液压管路中的压力损失可分为两种，一种是（ ），一种是（ ）。（沿程压力损失、局部压力损失） 3、液体的流态分为（ ）和（ ），判别流态的准则是（ ）。（层流、紊流、雷诺数） 4、我国采用的相对粘度是（ ），它是用（ ）测量的。（恩氏粘度、恩氏粘度计）

5、在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为（ ）。（液压冲击） 6、齿轮泵存在径向力不平衡，减小它的措施为（ ）。（缩小压力油出口）

7、单作用叶片泵的特点是改变（ ）就可以改变输油量，改变（ ）就可以改变输油方向。（偏心距e、偏心方向）

8、径向柱塞泵的配流方式为（）其装置名称为（）叶片泵的配流方式为（）其装置名称为（）（径向配流、配流轴、端面配流、配流盘）

9、V型密封圈由形状不同的（ ）环（ ）环和（ ）环组成。（支承环、密封环、压环） 10、滑阀式换向阀的外圆柱面常开若干个环形槽，其作用是（ ）和（ ）。（均压、密封） 11、当油液压力达到预定值

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?=930k

第一章

1. 汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘性力。

解：由于内外壁的间隙很小，速度分布认为是线性的，由牛顿内摩擦定律，得，

F??Adu?u1.0????dL??0.1?3.14?0.1196?0.14??26.29N

D?d0.12?0.1196dy222.旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm，

外筒 r2=2cm，内筒高h=7cm，转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。

解：实验液体与内筒接触面上速度为：

v?2?r1n2?3.14?0.0193?10??0.0202m/s 6060MM0.0045N?m???27.48Pa Ar12?r1hr12?3.14?0.07?0.01932m3内筒外表面上的切应力为：

??因内外筒间隙很小，速度分布认为近似线性分布，则根据牛顿内摩擦定律，

??

?du/dy??v/(r2?r1)?27.48?(0.02?0.0193)?0.95Pa?s

0.02023.已知水的体积弹性模量为K=2х109P