液压流体力学部分作业习题龙水根液压传动

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—800r 2(m/s)，已知管壁黏性切应力0τ=44.4Pa 。试求该

油液的动力黏度μ。

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 ，d 1=25mm ，箱内油位高于阀

芯b =50mm 。油液密度为ρ=830kg/m 3，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P M 。

2-4 图2-36所示的增压器d 1=210mm ，

d 2=200nun ，d 3=110mm ，d 4=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p 1=5MPa ，求出口压力p 2。

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ρ=930kg/m 3的A 液由直径为15cm 的管

道输入，流量为56L/s ，密度ρ=870kg/m 3的B 液由直

径为10cm 的管道输入，流量为30L/s 。如果输出C 液

的管道直径为17.5cm ，试求输出C 液的质量流量、流

速和C 液的密度。

2-6 图2-37所示的管道输入密度为ρ=880kg/m 3的油液，已知h =15m ，如果测得压力有如下两种情况，求油液流动方向：

(1)p 1=450kPa ，p 2=400kPa ；

(2)p 1=450kPa ，p 2=250kPa 。

图2-36 图2-37 图2-34

图2-35

2-7 如图2-38所示，设管端喷嘴直径d n =50mm ，管道直径

为100mm ，流体为水，环境温度20℃，汽化压力为0.24mH 2O ，

不计管路损失。试求：(1)喷嘴出流速度n υ和流量；

(2)E 处的流速和压力；

(3)为了增大流量，喷嘴直径能否增大?最大喷嘴直径为多

少?[提示：E 处不发生气穴]

2-8 图2-39所示的安全阀，阀座孔直径d =25mill ，当油流

压力为5MPa 时阀的开度x =5mm ，流量为q =600L/min 。如果阀的开启压力为4.3MPa ，油液密度ρ=900kg/m 3。弹簧刚度k =20N ／mm ，求油液出流角θ值。

2-9 某管路长500m ，直径为100mm ，当流量为720L/min

时，要求传递功率为120kW 。油液黏度为80eSt ，密度ρ=880kg/m 3。

试求管道进口压力和管道传输效率。

2-10 如图2-40所示，上圆盘水平地固定不动，下圆盘套在

中心管上可自由地上下滑动。有水流从中心管流入二盘间的缝隙

后再径向地外流。设R =305mm ，r 0=76mm ，q =85L/s 。不计水的质量和流动损失，若要维持间隙h =25.4mm ，问包括下圆盘的质量在内的总重力G 应为多少?

2-11 图2-41所示的润滑系统中，1、2、3为待润滑的三个轴承。每段管长l =500mm ，直径d =4mm ，输送运动黏度v =0.06cm 2/s ，密度ρ=800kg/m 3

的润滑油。设只考虑B 点转弯处的局部压力损失，其损失系

数ξ=0.2，忽略各处动能。求：

(1)如果每一轴承的润滑油流量必须多于8cm 3/s ，则总

流量q 应为多少?

(2)如果AB 段换成d =8mm 的油管，其它条件不变，则流

量又为多少?

2-12 图2-42所示的液压系统中，液压缸内径

D =15cm ，活塞杆直径d =5mm ，负载F =104N ，要求

运动速度v =0.2m/s 。泵出口比液压缸低2m ，泵出口

比油池高lm 。所用油为N46机械油，其运动黏度图2-38

图2-39 图2-40

图2-41

图2-42

v =2.9×10-5m 2/s ，密度ρ=900kg/m 3。

压油管道：管长l 1=30m ，管径d l=30mm ，绝对粗糙度1ε=0.1mm ，1个弯头，1ξ=0.29，换向阀压力损失为12.1m 油拄；

回油管道：管长l 2=32m ，d 230mm ，2ε=0.25mm ，4个弯头，1ξ=0.29，换向阀压力损失为9.65m 油柱。

设油缸入口和出口局部压力损失系数分别为2ξ=0.5和3ξ=1，

试求泵的出口压力。

2-13 图2-43所示为两个小孔口出流，试证明h 1y l =h 2y 2。 2-14 图2-44所示为回油节流调速系统。已知液压缸直径为D =150mm ，活塞杆直径d =100mm ，溢流阀的设定压力为2MPa ，负载F =2×104N 。管路很短，忽略管路的其它阻力，试问节流阀的开口面积应开到多大才能保证活塞的运动速度为0.lm/s?油的密度为900kg/m 3，节流阀口流量系数为0.62。

2-15 动力黏度μ=0.138Pa·s 的润滑油，从压力为p =1.6×105Pa 的总管，经过长l 0=0.8m ，直径d 0=6mm 的支管流至轴承中部宽b =100mm 的环形槽中，轴承长l =120mm ，轴径d =60mm ，缝隙高度h 0=0.1mm(见图2-45)，试确定：

(1)轴与轴承同心时；

(2)轴与轴承有相对偏心比ε=0.5时，这两种情况下从轴承两端流出的流量。设轴转动的影响忽略不计。

图2-43

图2-44 图2-45