液压与气压传动第二版王积伟课后答案

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1、1第一章习题课第一章习题课2第一章习题课第一章习题课dyduAFf则动力粘度则动力粘度du/dy/AFf转矩转矩2DFRFTff 解解 依牛顿液体内摩擦定理依牛顿液体内摩擦定理1-2 1-2 图图1-451-45所示为一粘度计，若所示为一粘度计，若D = 100mm，d = 98mm，l = 200mm，外筒转速，外筒转速n = 8r/s时，测得的转矩时，测得的转矩T = 40Ncm，试求其油液的动力粘度。试求其油液的动力粘度。3第一章习题课第一章习题课所以所以8NN0.10.42D2TFf而而220.0628m0.2m0.1DlA外筒旋转的线速度为外筒旋转的线速度为2Dn2R2.512m/s

2、mm/s210082则有则有112512ss20.0980.10dydu故故s0.051PasPa25128/0.06284第一章习题课第一章习题课 解解 在在h处取等压面列静压力方程处取等压面列静压力方程2d4GFh)g(x则有则有hgdG)4(Fx21-5 1-5 如图如图1-481-48所示，有一直径为所示，有一直径为d、质量为、质量为m的活塞浸在液体的活塞浸在液体中，并在力中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为的作用下处于静止状态。若液体的密度为，活，活塞浸入深度为塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度，试确定液体在测压管内的上升高度x。5第一章习题课第一章习题课 解

3、解 两种情况下均为两种情况下均为6.37MPad4Fp21-6 1-6 液压缸直径液压缸直径D=150mm，柱塞直径，柱塞直径d=100mm，液压缸，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N的力，不计油液的力，不计油液的质量，试求如图的质量，试求如图1-491-49所示两种情况下液压缸中压力分别等于所示两种情况下液压缸中压力分别等于多少？多少？6第一章习题课第一章习题课 解解 已知：已知：汞汞=13600kg/m3选择选择1-11-1为等压面，列静压力方程有为等压面，列静压力方程有ghgzpgzpBBBAAA汞1-7 1-7 如图如图1-501-50所示容

4、器所示容器A中的液体密度中的液体密度A=900kg/m3，B中液中液体密度体密度B=1200kg/m3，ZA=200mm，ZB=180mm，h= 60mm，U U形管中的测压介质为汞，试求形管中的测压介质为汞，试求A、B之间的压力差。之间的压力差。7第一章习题课第一章习题课BAppp8350Pa0.2)Pa9000.06136000.18(12009.8)Pazhzg(AABB汞8第一章习题课第一章习题课1-11 1-11 如图如图1-541-54所示，液压泵从一个大的油池中抽吸油液，流量所示，液压泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为为q=150L/min，油液的运动粘度，油液的运动粘度v =3

5、4x10-6m2/s，油液密度，油液密度=900kg/m3。吸油管的直径。吸油管的直径d =60mm，并设泵的吸油管，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数弯头处局部阻力系数=0.2，吸油口，吸油口粗滤网的压力损失粗滤网的压力损失p=0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度如希望泵入口处的真空度pb不大于不大于0.04MPa，试求泵的吸油高度，试求泵的吸油高度H（液（液面到滤网之间的管路沿程损失可忽略面到滤网之间的管路沿程损失可忽略不计）。不计）。9第一章习题课第一章习题课0.885m/sm/s0.06/60101504d4qAq232w222211ah2gHgp2ggp0 2,121网pppp

6、,gphw 解解 取取1 1、2 2两截面列伯努力方程有两截面列伯努力方程有层流有层流有156210340.060.885dR6e雷诺数雷诺数（层流）（层流）流速流速10第一章习题课第一章习题课70.5Pa20.8859000.22p222dHR75p2e282.05H20.8859000.06H1562752网pppgHpp222a则真空度则真空度 = =11第一章习题课第一章习题课2.35m)pp10(0.04282.05g1H2226网依题意，真空度依题意，真空度0.04MPa，即，即网222pp282.05HgH0.0412第一章习题课第一章习题课1-19 1-19 如图如图1-591

7、-59所示，柱塞直径所示，柱塞直径d = 19.9mm，缸套直径，缸套直径D = 20mm，长，长l = 70mm，柱塞在力，柱塞在力F=40N作用下向下运动，并将作用下向下运动，并将油液从缝隙中挤出，若柱塞与油液从缝隙中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度缸套同心，油液的动力粘度=0.784x10-3Pas，试求，试求柱塞下落柱塞下落0.1m所需的时间。所需的时间。13第一章习题课第一章习题课 解解 缸套中油液的压力缸套中油液的压力2d4FAFp 由于缸套与柱塞间径向间隙很小且同心，故根据同心环形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：缝隙的流量公式有：03u2

8、dhpl12dhq 因柱塞移动方向与压差方向相反，所以第二项取负号。因柱塞移动方向与压差方向相反，所以第二项取负号。而而,020ud4Auq0.05mm,2dDhppppa14第一章习题课第一章习题课则有则有02302u2dhd4Fl12dhud4即即230ld32h4dFhum/s104.8m/s0.01990.07100.78431020.05419.940100.0532333315第一章习题课第一章习题课柱塞下落柱塞下落0.1m所需的时间所需的时间20.8ss104.80.1ust3016第一章习题课第一章习题课1-20 1-20 如图如图1-601-60所示，在一直径所示，在一直径D

9、 = 25mm的液压缸中放置着一的液压缸中放置着一个具有个具有4 4条矩形截面（条矩形截面（ab）槽的活塞。液压缸左腔的表压力为）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，右腔直接回油箱。设油的动力粘度=0.78410-3Pas，进口处压力损失，进口处压力损失可以忽略不计，试确定可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿由液压缸左腔沿4 4条槽条槽泄漏到右腔去的流量，泄漏到右腔去的流量，已知槽的尺寸是已知槽的尺寸是a=1mm，b=2mm，l=120mm。17第一章习题课第一章习题课 解解 矩形截面的水力直径为矩形截面的水力直径为mm34mm21212ba2abdH

10、长度与水力直径之比为长度与水力直径之比为4,904/3120dlH故可视为细长孔。故可视为细长孔。 根据流经细长孔液流的流量公式，由液压缸左腔沿根据流经细长孔液流的流量公式，由液压缸左腔沿4 4条矩条矩形槽泄漏到右腔去的流量为形槽泄漏到右腔去的流量为pl128d4q4H18第一章习题课第一章习题课/sm100.20.12103012810344q36343/sm1017.233619第一章习题课第一章习题课 解解 已知：已知：283K10)K(273T313K40)K(273T0.8MPap211由等容过程状态方程可得由等容过程状态方程可得0.72MPaMPa3132830.8TTpp1212

11、1-24 1-24 空气压缩机向容积为空气压缩机向容积为40L的气罐充气直至的气罐充气直至p1=0.8MPa( (绝绝对压力）时停止，此时气罐内温度对压力）时停止，此时气罐内温度t1 =40C，又经过若干小时，又经过若干小时罐内温度降至室温罐内温度降至室温t =10C ，问：，问：此时罐内表压力为多少？此时罐内表压力为多少？此时罐内压缩了多少室温为此时罐内压缩了多少室温为10C的自由空气？的自由空气？ 20第一章习题课第一章习题课则表压力为则表压力为0.62MPa0.1)MPa(0.72p2由等温过程状态方程可得由等温过程状态方程可得288L40L0.10.72VppV2121则则248L40

12、)L(288VVV21即罐内压缩了即罐内压缩了248L室温为室温为10C的自由空气。的自由空气。21第一章习题课第一章习题课 解解 已知已知1.4k,m1090V293.16K,K20273.16TT,25mmS1MPa,p0.68MPa,p0.25MPa,p331s2s211-25 1-25 从室温从室温( (20C) )时把绝对压力为时把绝对压力为1MPa的压缩空气通过有的压缩空气通过有效截面为效截面为25mm2的阀口，充入容积为的阀口，充入容积为90L的气罐中，罐内绝对的气罐中，罐内绝对压力从压力从0.25MPa上升到上升到0.68MPa时，试求充气时间及气罐内的时，试求充气时间及气罐内

13、的温度温度t2为多少？当温度降至室温后罐内压力为多少？为多少？当温度降至室温后罐内压力为多少？22第一章习题课第一章习题课先求充气时间常数先求充气时间常数s3T273.16kSV105.21712.95s293.16273.16251.41090105.21733s从从0.25MPa充气到充气到1MPa所需的时间为所需的时间为13.4s12.95s1.00.251.285pp1.285ts123第一章习题课第一章习题课从从0.68MPa充气到充气到1MPa所需的时间为所需的时间为7.835s12.95s1.00.681.285pp1.285ts2从从0.25MPa充气到充气到0.68MPa所需

14、的时间为所需的时间为5.565ss7.83513.4ttt21按绝热过程计算充气后罐内温度为按绝热过程计算充气后罐内温度为357.8KK11.40.680.251293.161.41kpp1kTT211224第一章习题课第一章习题课即即C84.6C273.16357.8t2按等容过程计算降至室温后罐内空气压力为按等容过程计算降至室温后罐内空气压力为0.56MPaMPa357.8293.160.68TTpp232325第一章习题课第一章习题课1-26 1-26 设空压机站吸入的大气温度设空压机站吸入的大气温度t1=20, ,相对湿度相对湿度1=80%， 压缩机站经过后冷却器冷却后将压缩机站经过后

15、冷却器冷却后将p2=0.8MPa（绝对压力），（绝对压力）， t2=60的压缩空气送至贮气罐，然后再经输气管道的压缩空气送至贮气罐，然后再经输气管道送至车间使送至车间使用。由于与外界的热交换，使进入车间的压缩空气温度用。由于与外界的热交换，使进入车间的压缩空气温度t3= 20。设车间平均耗气量为设车间平均耗气量为qV=3m3/min（自由空气），试（自由空气），试求求后冷却器后冷却器出口压缩空气的相对湿度、贮气罐中压缩空气的露点温度和整出口压缩空气的相对湿度、贮气罐中压缩空气的露点温度和整个气源系统每小时冷却水析出量。个气源系统每小时冷却水析出量。 解解 由教材由教材P21P21表表1-151

16、-15查出查出。时，时，0.0199MPapC60t17.3g/md0.0023MPapC20tb223b1b1126第一章习题课第一章习题课已知：已知：0.8p0.80.1MPap211，根据教材（根据教材（1-161-16）式质量含湿量有）式质量含湿量有b222b22b111b11ppp622ppp622d代入数据得代入数据得0.01990.80.01990.00230.80.10.00230.822解上式即得后冷却器出口压缩空气的相对湿度解上式即得后冷却器出口压缩空气的相对湿度73.8%227第一章习题课第一章习题课由于露点为相对湿度由于露点为相对湿度=100%的温度，由式的温度，由式0.00230.80.10.00230.8p0.8ppppb3b3b111b11解此式得解此式得0.0147MPapb3查教材表查教材表1-151-15可得对应的露点温度可得对应的露点温度t =53。（用插值法求出）。（用插值法求出）根据教材式（根据教材式（1-181-18），并代入相应数据得），并代入相应数据得冷却水析出量冷却水析出量b21b222b11b1zmdT ppT ppd60qQ2.1kg/h0.01730.00230.80.00230.80.10.01730.8360