第二版_液压与气压传动课后答案

由等温过程状态方程可得
p2 0.72 V1 = V2 = × 40L = 288L p1 0.1
则
∆V = V 1 − V 2 = (288 − 40)L = 248L
即罐内压缩了248L室温为 °C的自由空气。 室温为10° 的自由空气 的自由空气。 即罐内压缩了 室温为
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第一章习题课
从室温( ° )时把绝对压力为1MPa的压缩空气通过有 1-25 从室温(20°C)时把绝对压力为 的压缩空气通过有 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， 效截面为 的气罐中 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 压力从 上升到 时 温度t 为多少？当温度降至室温后罐内压力为多少？ 温度 2为多少？当温度降至室温后罐内压力为多少？ [解] 已知
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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 pa α 1υ1 p α 2υ2 + = + H + + hw ρg 2g ρg 2g
流速 雷诺数 层流有
q 4q 4 × 150 × 10 −3 /60 υ= = × m/s = 0.885m/s 2 2 A πd π × 0.06
υd 0.885 × 0.06 Re = = = 1562 （层流） 层流） −6 ν 34 × 10
kT 1 1.4 × 293.16 T2 = = K = 357.8K p1 0.25 (k − 1 ) 1 + (1.4 − 1 ) 1+ p2 0.68
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第一章习题课
即
t 2 = (357.8 − 273.16
)° C
= 84.6 ° C
按等容过程计算降至室温后罐内空气压力为
T3 293.16 p3 = p2 = 0.68 × MPa = 0.56MPa T2 357.8
pA + ρAgzA = pB + ρB gzB + ρ汞gh
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第一章习题课
∆p = pA − pB
= g(ρB z B + ρ汞h − ρA z A )Pa = 9.8 × (1200 × 0.18 + 13600 × 0.06 − 900 × 0.2)Pa = 8350Pa
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第一章习题课
如图1 54所示 液压泵从一个大的油池中抽吸油液， 所示， 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 -6 m 2 /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 ， 弯头处局部阻力系数 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p 如希望泵入口处的真空度 b不大于 0.04MPa，试求泵的吸油高度H（液 ，试求泵的吸油高度 （ 面到滤网之间的管路沿程损失可忽略 不计）。 不计）。
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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 3
l dH 120 = = 90 >> 4, 4/3
长度与水力直径之比为 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4 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
F +G ρg(x + h) = π 2 d 4
则有
4(F + G) x = − h 2 ρgπd
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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。 的力， 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 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？ 多少？ [解] 两种情况下均为
Ts = T1 = (273.16 + 20 )K = 293.16K, V = 90 × 10 − 3 m 3 , k = 1.4
p1 = 0.25MPa, p2 = 0.68MPa, ps = 1MPa, S = 25mm 2 ,
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第一章习题课
先求充气时间常数
V 273.16 τ = 5.217 × 10 × kS Ts −3 90 × 10 3 = 5.217 × 10 × × 1.4 × 25 = 12.95s
4 πd H q = 4× ∆p 128 µ l
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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
空气压缩机向容积为40L的气罐充气直至 1=0.8MPa(绝 的气罐充气直至p 1-24 空气压缩机向容积为 的气罐充气直至 ( 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 =40°C，又经过若干小时 ° ， 罐内温度降至室温t 此时罐内表压力为多少？ 罐内温度降至室温 =10°C ，问：①此时罐内表压力为多少？ ° 的自由空气？ ②此时罐内压缩了多少室温为10°C的自由空气？ 此时罐内压缩了多少室温为 ° 的自由空气 [解] 已知： 已知：
2
πdh 3 πdh q = ∆p − u0 12 µ l 2
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
π 2 q = Au 0 = d u0 , 4 ∆p = p − pa = p
D−d h= = 0.05mm, 2
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第一章习题课
则有
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第一章习题课
设空压机站吸入的大气温度t 1-26 设空压机站吸入的大气温度 1=20℃,相对湿度 1=80%， ℃ 相对湿度φ 压缩机站经过后冷却器冷却后将p 压缩机站经过后冷却器冷却后将 2=0.8MPa（绝对压力）， （绝对压力）， t2=60℃的压缩空气送至贮气罐，然后再经输气管道送至车间使 ℃的压缩空气送至贮气罐，然后再经输气管道送至车间使 用。由于与外界的热交换，使进入车间的压缩空气温度t3= 20℃。 由于与外界的热交换，使进入车间的压缩空气温度 ℃ 设车间平均耗气量为q ），试 设车间平均耗气量为 V=3m3/min（自由空气），试求后冷却器 （自由空气）， 出口压缩空气的相对湿度、 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。 由教材P21 P21表 15查出 [解] 由教材P21表1-15查出
F p= = 6.37MPa π 2 d 4
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第一章习题课
如图1 50所示容器 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ρ 体密度 B=1200kg/m3，ZA=200mm，ZB=180mm，h= 60mm， ， ， ， 之间的压力差。 U形管中的测压介质为汞，试求A、B之间的压力差。 形管中的测压介质为汞， 已知： [解] 已知：ρ汞=13600kg/m3 选择1-1为等压面，列静压力方程有 选择1 为等压面，
3
273.16 s 293.16
充气到1MPa所需的时间为 从0.25MPa充气到 充气到 所需的时间为
p 0.25 τ = 1.285 − t 1 = 1.285 − × 12.95s = 13.4s ps 1.0
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第一章习题课
充气到1MPa所需的时间为 从0.68MPa充气到 充气到 所需的时间为
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 313
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第一章习题课
则表压力为
p 2 = (0.72 − 0.1)MPa = 0.62MPa
m/s
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第一章习题课
柱塞下落0.1m所需的时间 所需的时间 柱塞下落
s 0.1 t = = u0 4.8 × 10源自−3s = 20.8s
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第一章习题课
如图1 60所示 在一直径D 所示， 1-20 如图1-60所示，在一直径 = 25mm的液压缸中放置着一 的液压缸中放置着一 个具有4条矩形截面（ 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 ）槽的活塞。 p=0.2MPa，右腔直接回油箱。设油的动力粘度µ=0.784×10-3 ，右腔直接回油箱。设油的动力粘度 × Pa·s，进口处压力损失 ， 可以忽略不计，试确定 可以忽略不计， 由液压缸左腔沿4 由液压缸左腔沿4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 a=1mm，b=2mm， ， ， l=120mm。 。
第一章习题课
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第一章习题课
45所示为一粘度计 所示为一粘度计， 1-2 图1-45所示为一粘度计，若D = 100mm，d = 98mm， ， ， l = 200mm，外筒转速 = 8r/s时，测得的转矩 = 40N·cm， ，外筒转速n 时 测得的转矩T ， 试求其油液的动力粘度。 试求其油液的动力粘度。 [解] 依牛顿液体内摩擦定理
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第一章习题课
如图1 48所示 所示， 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 的作用下处于静止状态。 中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ，活 并在力 的作用下处于静止状态 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