第4版《液壓與氣壓傳動》課后習(xí)題答案第一章習(xí)題1-1某液壓油在大氣壓下的體積是50L，當(dāng)壓力高升后其體積減少到49.9L，設(shè)液壓油的體5積彈性模量K700010Pa，求壓力高增值。p解：VKVpKV7000V510(49.95050)(Pa)14105Pa1-2用恩氏粘度計測得3850kgm的某種液壓油200mL流過的時間t1153s。20℃時/0為多少？動力粘度(Pas)為多少？200mL蒸餾水流過的時間t251s。問該液壓油的E2s

運動粘度(/)

m為多少？t1530解：31Et5126.316.31066262v(7.31E)10(7.313)10(m/s)19.8310m/0E3sv85019.83106( )0.169105PasPa6( )0.169105s1-3如題1-3圖所示，容器A內(nèi)充滿著3900kg/m的液體，汞U形測壓計的h1m,sA0.5m，求容器A中心壓力。解：設(shè)B、C為等壓面，容器A中心壓力為pA，則：pBpcpBgZApAPC汞ghpa得：gZApA汞ghpa容器A中心的絕對壓力為：pAg(h汞Z)Apa9.81(13.6310.91030.5)1.01105( )2.3110510PaPa容器A中心的相對壓力為：pApag(hZA汞)9.81(13.6310.91030.5)( )1.310510PaPa1-4如題1-4圖所示，擁有必定真空度的容器用一根管子倒置于一液面與大氣同樣的槽中，液體在管中上漲的高度h0.5m，設(shè)液體的密度31000kg/m，試求容器內(nèi)的真空度。解：依據(jù)液體靜力學(xué)基本方程pBpAgh（1）液面的壓力即為大氣壓，即：pBp（2）a將（2）代入（1）得：ppghaA容器內(nèi)的真空度：papAgh10009.810.5(Pa)4900Pa1-5如題1-5圖所示，直徑為d，質(zhì)量為m的柱塞浸入充滿液體的密閉容器中，在力F的作用下處于均衡狀態(tài)。若浸入深度為h，液體密度為ρ，試求液體在測壓管內(nèi)上漲的高度x。解：設(shè)柱塞底部的壓力為p以柱塞為研究對象，列受力均衡方程式：2（1）pdFmg4pg(xh)（2）將（2）代入（1）g(xh)42dFmgFmg

xh2gd44(Fx2dmgg)h1-6如題1-6圖所示，將流量q16L/min的液壓泵安裝在油面以下，已知油的運動粘度2，油的密度0.11cm/s3880kg/m，彎頭處的局部阻力系數(shù)0.2，其余尺寸如圖所示。求液壓泵進口處的絕對壓力。解：①求吸油管中的流速3q16104v(m/s)0.85m/32603.14(2010)2d4s②求雷諾數(shù)3vd0.85201015452320Re，40.1110管中流體為層流③求沿程壓力損失p64Reld2v264154530.0288020.852(Pa)1361.87Pa④求局部壓力損失22v8800.85p0.2(Pa)63.58Pa22⑤求總壓力損失ppp1361.8763.58(Pa)1425.45Pa⑥求液壓泵的進口壓力以液壓泵軸線為基準(zhǔn)，對1-1、2-2截面列伯努利方程p1gz12v12p2gz22v22pp2p1g(z1z2)22(v1v22)p已知：p1pa1.01510Pa,z10.7m,v0,z120,v20.85m/sp21.015108809.810.788020.8521425.45(Pa)1.053510Pa1-7如題1-7圖所示為一種抽吸設(shè)施。水平管出口通大氣，當(dāng)水平管內(nèi)液體流量達到某一數(shù)值時，處于面積為A1處的垂直管子將從液箱內(nèi)抽吸液體，液箱表面為大氣壓力。水平2管內(nèi)液體（抽吸用）和被抽吸介質(zhì)同樣。相關(guān)尺寸以下：面積A3.2cm,A24A1,h1m1，不計液體流動時的能量損失，問水平管內(nèi)流量達到多少時才能開始抽吸。解：對水平管1-1、2-2列伯努利方程22p1vpv122zgzg1222因為：z1z2,p2p，在剛從垂直管內(nèi)抽水時，垂直管內(nèi)液體可視為靜止液體，由液a體靜壓力基本方程式可得：p1ghpa，因此：p1pagh，將這些代入伯努利方程：22paghv1pav222化簡得：22pav1pav2gh2222v1v2gh（1）2依據(jù)流量連續(xù)性方程v1A1v2A2，已知A24A1，得：v14v（2）22將（2）代入（1）得：15v2gh22gh29.811v1.14m/21515s管內(nèi)的流量q433v2A4vA41.143.2101.4610m/s87.6L221/min1-8如題1-8圖所示，管道輸送2900kg/m的液體，已知d10mm,L20m,h15m,液6，點1處的壓力為Pa255體的運動粘度4510m/s4，點2處的壓力為Pa

.510410，試判斷管中液流的方向并計算流量。解：假定管中液體從點1流向點2，即1→2以點1所在的平面為基準(zhǔn)水平面，采納點1和點2的截面1-1、2-2列伯努利方程：p1zg12v12p2zg22v22hgw因為：10,zh,z依據(jù)流量連續(xù)性方程2qv1Av2A,得v1v2代入伯努利方程并化簡得:p1p2hghwgp1p2ghhwg令：hwgp為壓力損失，則：p555p1pgh4.5104109009.8115(Pa)0.82210Pa20故液體流向假定不建立，應(yīng)由點2流向點1，即2→1假定管道內(nèi)的液流為層流，則：依據(jù)層流時沿程壓力損失計算公式p32dLu2得管道中液流的流速為：232d(1010)5up0.82210(m/s)0.32m/632L32900451020s32ud0.32(1010)Re=71232064510流態(tài)假定建立。管道流量為：q2d4u(1041032)30.32(m/s)0.0251033m/s1.5L/min1-9如題1-9圖所示，活塞上作用有外力F3000N，活塞直徑D50mm，若使油從缸底部的銳緣孔口流出，設(shè)孔口的直徑d10mm，流量系數(shù)0.61C，油的密度d3900kg/m，不計摩擦，試求作用在液壓缸缸底壁面上的力。解：作用在活塞上的外力F在缸體內(nèi)產(chǎn)生的壓力為：p4FD23.143000(5041032)(Pa)15.29510Pa孔口的流量為：3223.14(1010)2533qCdAp0.6115.29102.7810m/04900s活塞的運動速度為：3q2.78104v1.42m/323.14(5010)2D4s孔口的液流速度為：3q2.78104v35.41m/0323.14(1010)2d4s取缸內(nèi)的液體為控制液體，缸底壁面對控制液體的作使勁為R。依據(jù)動量定理：FRq(v0v)RF3q(vv)30009002.7810(35.411.42)(N)02914.96N液流對缸底壁面的作使勁為：RR2914.96N方向向右1-10如題1-10圖所示，已知液體密度為31000kg/m。當(dāng)閥門封閉時壓力表的讀數(shù)為55310Pa，閥門翻開時壓力表的讀數(shù)為0.810Pa，假如d12mm，不計損失，求閥門打開時管中的流量。解：在閥前、閥后各取一個截面1-1、2-2列伯努利方程：22p1vpv122hghg1222閥門開啟前，閥前液體為靜止液體。閥門開啟瞬時，也可將閥前液體視為靜止液體。即：v10,hh，代入12伯努利方程并化簡得：2p1pv222225v(pp)(30.8)10(m/s)20.98m/2121000s閥門開啟時管中液流的流量為：qd42v23.14(124103)2320.98(m/s)2.371033m/s142.2L/min1-11如題1-11所示，一個水深2m，水平截面積為33m的水箱，底部接向來徑、長2m的豎直管，在水箱進水量等于出水量下作恒定流動，求點3處的壓力及出流速度（略去各種損失）。解：因為水箱的進水量等于出水量，液面高度保持不變，可將水箱中的液體視為靜止液體。點3處的壓力可由靜壓力基本方程式求得：p3pagh31.015103109.81(21)(pa)1.3510pa對點1、點2所在的截面1-1和2-2列伯努利方程22p1vpv122hghg1222因為：v10,p1p2pa,h20，代入伯努利方程并化簡得：hg1122v2v22gh129.81(211)(m/s)8.86m/sq2Av222d42v3.1420.1548.86(3m/s)30.156m/s1-12如題1-12所示的彎管，試利用動量方程求流動液體對彎管的作使勁。設(shè)管道進口處的壓力為p1，出口處的壓力為p2，管道通流面積為A，流速為v，動量修正系數(shù)β=1，油的密度μ。解：設(shè)彎管對流體的作使勁為F，以以下圖。對控制液體列X方向的動量方程：Ap1FsinAp2qv2v1（1）cos(cos)v12（2）vv將（2）代入（1）得：FA(p1p2cos)qv(cossin1)因此，流體對彎管的作使勁FF，方向與F相反。1-13如題1-13圖所示，將一平板插入水的自由射流以內(nèi)，并垂直于射流的軸線。該平板截去射流流量的一部分q，并惹起射流節(jié)余部分偏轉(zhuǎn)α角，已知射流速度v30m/s，全1部流量q30L/s,q112L/s，求α角及平板上的作使勁F。解：設(shè)平板對流體的作使勁為F，以以下圖。分別沿X、Y方向?qū)刂埔后w列動量方程F2cos（1）qvqv0q2vsinq1v（2）由流量連續(xù)性方程得：qq1q2q2qq301218L/1s由（2）得：q2sinq1sinq1q2121823arcsin2341.82cos1sin1(23)2535333由（1）得：Fvqq(N)497.5N(cos)11030(3010181023流體對平板的作使勁FF，方向與F相反，即水平向右。1-14如題1-14圖所示，水平擱置的圓滑圓管由兩段構(gòu)成，直徑d10mm,d6mm1，長2度L3m，油液密度362，流量q18L/min。管道忽然900kg/m，粘度2010m/s減小處的局部阻力系數(shù)0.35。試求總的壓力損失及兩頭壓差。解：①求各段流速v143q1810432603.14(1010)2d13.82m/sv243q181042d2603.14(61032)10.62m/s②求各段雷諾數(shù)，判斷流態(tài)Re1vd113.82101062010319102320，層流Re2vd2210.6261062010331862320，紊流③求沿程壓力損失第一段，p164Re1l1d12v1264191030.0190023.822(Pa)0.66510Pa第二段，p20.31640.25Re2l2d22v220.31640.25318630.006900210.622(Pa)10.69510Pa④求局部壓力損失p22v90010.6220.18100.35522Pa⑤求總壓力損失pp55551pp0.661010.69100.1810(Pa)11.531021pp0.661010.69100.1810(Pa)11.5310Pa⑤求兩頭壓差采納進油口、出油口所在平面分別為1-1、2-2截面，列伯努利方程p12v12p22v22pp1p222(v22v)1p9002(10.62223.82)11.53510(Pa)11.97510Pa1-15如題1-15圖所示，在直徑為d，長為L的輸油管中，粘度為v的油在液面位差H的作用下運動著。假如只考慮運動時的摩擦損失，試求從層流過渡到紊流時的H表達式。解：液體經(jīng)過管道的流量4d（1）qp128LRed23202320,dq4232023202（2）2ddd4d4p12（3）ppgH將（2）、（3）同時代入（1）23204dvd1284vLgH23203dgH32LH742403dg2L1-16如題1-16圖所示，柱塞的直徑d20mm，在力F150N的作用下向下運動，將液壓缸中的油經(jīng)過0.05mm的空隙排到大氣中去。設(shè)活塞和缸筒處于齊心狀態(tài)，空隙長3L70mm，油的動力粘度5010Pas，試確立活塞著落0.1m所需的時間。解：依據(jù)齊心圓柱環(huán)形空隙流量公式qd123du0pL2因為液體在空隙的流動方向與柱塞的挪動方向相反，