液压流体力学部分作业答案

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

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

只有部分

2-1 已知某种物质的密度

w 1000kg/m

3

2.94g/cm

3

,

4C

o

时水的密度为

， 试求它的相对密度。

3

33

解:

d

w

2.94 10kg/m1000kg/m

2.94

2-2已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数αco2=13.5%, αso2=0.3%,αo2=5.2%,α（

2

N2

=76%,α

2

H2O

=5%。试求烟气的密度。

3

SO 2.927kg/m

2

3

，

CO 1.976kg/m

3

，

O 1.429kg/m

2

3

，

N 1.251kg/m， H

3

2O

0.804kg/m

）

解: 混合气体的密度

a

ii

i 1

n

0.135 1.976 0.003 2.927 0.052 1.129 0.76 1.251 0.05 0.804=1.341kg/m

3

2-11借恩氏粘度计测得石油的粘度8.5ºE，如石油的密度ρ=850 kg/m3，求石油的动力粘度ºE。（）

解：待测液体在给定温度下的运动粘度与测得的恩氏度的关系：

0.0731E 0.0631/E, cm/s

o

o

2

0.0731 8.5 0.0631/8.5 0.6139

cm

2

/S

0.6139 10

4

850 0.05218

Pa

计算流体力学_作业一

要求：

认识CFD软件：学习本课程拟学习和使用的CFD软件ANSYS FLUENT，撰写一份报告，介绍所选CFD软件的功能、可选择的离散格式、湍流模型、求解方法等内容（具体内容可选择1~2项介绍）

学习CFD软件：选择一简单算例，完成建模计算，撰写报告，简述计算模型、计算方法和计算结果

报告格式：正文五号字，行距1.25倍，图大小适中。

一、FLUENT软件简介

CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM。

FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教学软件FlowLab，面向特定专业应用的I

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

哈尔滨工程大学考研真题

一、简要说明下列各种力产生的原因、求解思路及表达式

1、 沿程阻力 2、形状阻力 3、惯性阻力 4、机翼升力 5、湍流应力

二、图示水箱1中的水经光滑无阻力的圆孔口水平射出，冲到一平板上。平板封盖着另一水

箱2的孔口，水箱1中水位高度为h1，水箱2 的水位高度为h2，两孔口中心重合，而且直径d1?d2/2。若射流的形状时对称的，冲击到平板后转向平行于平板的方向，并向四周均匀流出。假定流动是无粘性不可压缩定常的，平板和水质量力不计。当已知h1和水的密度?时，求保持平板封盖住水箱2的孔口时h2的最大值。

三、工程中常用文丘里管测量管路中水的流量。管路和收缩管段截面积分别为S1、S2，水

的密度和U型测压计中液体的密度分别为?、?m，且???m。若不计水的粘性，试导出倾斜管路中水的流量Q与测压计中液体的高度差读数h之间的关系式。

四、设在平面直角域中点A（a，b）处放着一个强度为Q的平面点源，x?0,y?0是半无

限固体壁面，远方压力为??。试求： 1. 平面流动复势W(z)； 2. 壁面上流体的速度分布；

3. 壁面x?0上流体的压力分布。

五、两块无限长二维平行平板如图所示，其间充满两种密度和粘性系数分别为?1,?2和

?1

计算流体力学_作业一

要求：

认识CFD软件：学习本课程拟学习和使用的CFD软件ANSYS FLUENT，撰写一份报告，介绍所选CFD软件的功能、可选择的离散格式、湍流模型、求解方法等内容（具体内容可选择1~2项介绍）

学习CFD软件：选择一简单算例，完成建模计算，撰写报告，简述计算模型、计算方法和计算结果

报告格式：正文五号字，行距1.25倍，图大小适中。

一、FLUENT软件简介

CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM。

FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教学软件FlowLab，面向特定专业应用的I

哈尔滨工程大学考研真题

一、简要说明下列各种力产生的原因、求解思路及表达式

1、 沿程阻力 2、形状阻力 3、惯性阻力 4、机翼升力 5、湍流应力

二、图示水箱1中的水经光滑无阻力的圆孔口水平射出，冲到一平板上。平板封盖着另一水

箱2的孔口，水箱1中水位高度为h1，水箱2 的水位高度为h2，两孔口中心重合，而且直径d1?d2/2。若射流的形状时对称的，冲击到平板后转向平行于平板的方向，并向四周均匀流出。假定流动是无粘性不可压缩定常的，平板和水质量力不计。当已知h1和水的密度?时，求保持平板封盖住水箱2的孔口时h2的最大值。

三、工程中常用文丘里管测量管路中水的流量。管路和收缩管段截面积分别为S1、S2，水

的密度和U型测压计中液体的密度分别为?、?m，且???m。若不计水的粘性，试导出倾斜管路中水的流量Q与测压计中液体的高度差读数h之间的关系式。

四、设在平面直角域中点A（a，b）处放着一个强度为Q的平面点源，x?0,y?0是半无

限固体壁面，远方压力为??。试求： 1. 平面流动复势W(z)； 2. 壁面上流体的速度分布；

3. 壁面x?0上流体的压力分布。

五、两块无限长二维平行平板如图所示，其间充满两种密度和粘性系数分别为?1,?2和

?1

工程流体力学基础作业

1-9 已知椎体高为H，锥顶角为2?，锥体与锥腔之间的间隙为?，间隙内润滑油的动力黏度为?，锥体在锥腔内以?的角速度旋转，试求旋转所需力矩M的表达式。

解：以锥顶为原点，建立向上的坐标z

???v?

v?r??z?tan?

2?r2M???dz0cos?22H2?ztan?z?tan????dz0cos?? 3H2???tan??z3dz?0?cos??tan3?H4?2???cos?4H

1-10 已知动力润滑轴承内轴的直径D?0.2m，轴承宽度b?0.3m，间隙

??0.8mm，间隙内润滑油的动力黏度??0.245Pa·s，消耗的功率P?50.7kW，试求轴的转速n为多少？

DDD?D?D3b???Db??? 解：力矩 T?F??A??222?24?角速度 ??P4?1 ?PT?D3b????P4?

?D3b?转速 n?60604???P3?2830r/min 2?2??Db?

2-10 如果两容器的压强差很大，超过一个U形管的测压计的量程，此时可以将两个或两个以上的U形管串联起来进行测量。若已知h1?60cm，h2?51cm，油的密度?1?830kg/m3，水银的密度?2?1

计算流体力学作业（二）

应用有限元法解圆柱绕流问题

姓名：孙润哲 学号：1120120133

1．三角单元划分

如下图，对本题的网格划分情况，采用最基本的三角形单元划分方法.共有36个节点，51个单元

2．程序清单（C语言）

#include #include #define N 36

void GAUSS(double a[N][N],double b[N]) //高斯消元子程序 { int i,j,k,ida; double da,temp,bei,sum; for(k=0;kfabs(da)) { da=a[i][k]; ida=i; } } if(ida!=k) { for(j=k;j

b[k]=b[ida]; b[ida]=temp; } //转为上三角矩阵 for(i=k+1;i