第一章作介质及液压流体力学基础 填空题 1、液体流动时分子间的要阻止分子 而产生的一种 ,这种现象叫液体 的粘性 2、理想液体作定常流动时,液流中任意截面处流体的由_ 组成,三者之间可以互相 为一定值 3、液体的流动状态由 来判断,流态分为 和 4、绝对压力等于大气压力,真空度等于大气压力 5、液压油(机械油)的牌号是用 表示的。N32表示 6、液压系统中的压力损失分为两类,一类是 另一类是 、液体的粘性是由分子间的相互运动而产生的一种 引起的 8、绝对压力等于大气压力 ,真空度等于大气压力 9、根据流体力学中的帕斯卡定律可知:输出端力和输入端力之比等于 又根据连续性方程可 知:输入的位移和速度与活塞面积 10、表压力是指 ,负表压力是指 简答题 1、普通液压油与抗磨液压油有什么区别? 什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种,并分别叙述其粘度单位 压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的 4、什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么? 5、为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时,其活塞运动速度由什么来 决定? 6、连续性方程的物理意义是什么?如何表达? 7、伯努利方程该方程的理论式与实际式有何区别? 8、什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态,为什么? 9、管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响? 10、什么是气穴和气蚀?它们有什么危害 、分析计算 1、有200cm3的液压油,在50℃时流过恩氏粘度计的时间t1=153s;同体积的蒸馏水在20℃时 流过的时间t2=51年代。该油的恩氏粘度"50,运动粘度v,动力粘度μ各为多少?油液的新、旧 牌号各为什么? 153
第一章 工作介质及液压流体力学基础 一、填空题： 1、液体流动时分子间的 要阻止分子 而产生的一种 ，这种现象叫液体 的粘性。 2、理想液体作定常流动时，液流中任意截面处流体的 由 、 与 组成，三者之间可以互相 ，但 为一定值。 3、液体的流动状态由 来判断，流态分为 和 。 4、绝对压力等于大气压力 ，真空度等于大气压力 。 5、液压油(机械油)的牌号是用 表示的。N32 表示 。 6、液压系统中的压力损失分为两类，一类是 ，另一类是 。 7、液体的粘性是由分子间的相互运动而产生的一种 引起的。 8、绝对压力等于大气压力 ，真空度等于大气压力 。 9、根据流体力学中的帕斯卡定律可知：输出端力和输入端力之比等于 ；又根据连续性方程可 知：输入的位移和速度与活塞面积 。 10、表压力是指 ，负表压力是指 。 二、简答题： 1、普通液压油与抗磨液压油有什么区别？ 2、什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。 3、压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的? 4、什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么? 5、为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来 决定? 6、连续性方程的物理意义是什么?如何表达？ 7、伯努利方程该方程的理论式与实际式有何区别? 8、什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么? 9、管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响? 10、什么是气穴和气蚀?它们有什么危害? 三、分析计算： 1、有 200 cm3 的液压油，在 50 ℃时流过恩氏粘度计的时间 t1=153s ；同体积的蒸馏水在 20 ℃时 流过的时间 t2 ＝ 51 年代。该油的恩氏粘度 o E 50 ，运动粘度 ν,动力粘度 µ 各为多少 ? 油液的新、旧 牌号各为什么? 解： 3 51 153 2 1 50 = = t t o E ＝
v=80°E0-864/E0=80×3-864/3=21.12(s) H=pp=2112×10-6×900×103=19(cp) 旧牌号 新牌号N32 2、某液压油的运动粘度为20cSt,其密度p=900kg/m3,求其动力粘度和恩氏粘度各为多少? =yp=20×10-×90×103=18(cp 由v=80°E-864/°E1 导出80°E1-v°E1-864=0 20±√202-4×8×(-864)20±26 E 16 °E,=2.875 E2=-0.375(舍去) 3、如图所示直径为d,重量为G的柱塞浸没在液体中,并在F力 作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ,柱塞浸入深度为h,试确定 液体在测压管内上升的高度ⅹ。 解:解:设柱塞侵入深度h处为等压面,即有 F+G pg(h+x) 导出x 4(F+G h 4、在题图1-12所示的阀上,如果流过的流量为1个×105cm3/最小,开口量为2mm,阀芯 直径为30mm,液流流过开口时的角度θ=69°,问阀芯受到的轴向液动力是多少? 解 q=105cm/min=105×10/60=167×10-(m/) A=2×10-3×30×10-3×r=1.885×10-4 v=q/A=167×10-/1885×10+=8.842m/s F=pqP,v, coS 8, 图1-12动量方程示意图 取 B1=1,F=900×167×10-×8842×c0s69°=4753(N)
8.0 E 8.64/ E 8.0 3 8.64 / 3 21.12(cst) = 50 − 50 = × − = o o v v 21.12 10 900 10 19(cp) 6 3 = ⋅ = × × × = − µ ρ 旧牌号 20 ；新牌号 N32 2、某液压油的运动粘度为 20cSt，其密度 ρ =900kg／m3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少? 解： v 20 10 900 10 18(cp) 6 3 = ⋅ = × × × = − µ ρ 由 Et Et v o o = 8.0 − 8.64/ 导出 8.0 Et −v Et − 8.64 = 0 o o ( ) 16 20 26 2 4 20 20 4 8 8.64 2 ± = × ± − × × − Et = o Et1 = 2.875 （舍去） o Et 2 = −0.375 o 3、如图所示直径为 d ，重量为 G 的柱塞浸没在液体中，并在 F 力 作用下处于静止状态。若液体的密度为 ρ，柱塞浸入深度为 h ，试确定 液体在测压管内上升的高度 x 。 解：解：设柱塞侵入深度 h 处为等压面，即有 g ( ) h x d F G = + + ρ π 2 4 1 导出 ( ) h g d F G x − + = 2 4 ρ π 4、在题图 1-12 所示的阀上，如果流过的流量为 1 个 × 105 cm3 ／最小，开口量为 2 mm ，阀芯 直径为 30 mm ，液流流过开口时的角度 θ＝ 69 °，问阀芯受到的轴向液动力是多少? 解： 图 1-12 动量方程示意图 q 10 cm / min 10 10 / 60 1.67 10 (m /s) 5 3 5 −6 −3 3 = = × = × ( ) 3 3 4 2 A 2 10 30 10 1.885 10 m − − − = × × × ×π = × v q / A 1.67 10 /1.885 10 8.842m /s 3 4 = = × × = − − 1 1 1 F = ρqβ v cos θ 取 1 F 900 1.67 10 8.842 cos69 4.753(N) 3 1 = ∴ = × × × × = ， − o β
5、圆柱形滑阀如图所示。已知阀芯直径d=20mm,进口 油压pl=9.8MPa,出口油压p2=95MPa,油液密度p=900kg 户1 /m3,阀口流量系数C=0.62。求通过阀口的流量。 A=20×10-3×z×2×10-=1.26×10-(m g=CA 062×126×10-×1020(08-95)×10=201m3/s 12072L/min 6、如图所示,油管水平放置,11的断面和2-2断面处的直径为dld2,液体在管路内作连续流 动,若不考虑管路内能量损失。 (1)断面1-1、2-2处哪一点压力高?为什么? 2)若管路内通过的流量为q,试求断面1-1和2-2两处的压力差△p。 解:(1)用1-1和2-2截面列伯努利方程 h,=h, 其连续性方程为:A1v1=A2V2 A1<A2 代入伯努利方程得出p2>P1,即2-2处的压力高 (2)v1= q 代入伯努利方程得出P1-P2=V-v2 2 g2-12)8x2(1 Ap=p2-pI= 、已知管子内径d=20mm,液体的流速υ=5.3m/s,液体运动粘度v=04cm2/s,求液流的雷诺数 和流态。 4vd5.3×0.02 解:R V0.4x10+2650>R=2320 所以流态为紊流 有一光滑的圆管,内径8mm,有N32号机械油(40℃),流过流量q=30L/最小,问流 动状态如何?若流量不变,管径为何值时流态可为层流? 解:N32机械油40℃时v=32ct=32×10-6m2/s
5、圆柱形滑阀如图所示。已知阀芯直径 d=20 mm ，进口 油压 p1=9.8 MPa ，出口油压 p2=9.5 MPa ，油液密度 ρ =900 kg ／ m3 ，阀口流量系数 C=0.62 。求通过阀口的流量。 解： ( ) 3 3 4 2 Ax 20 10 2 10 1.26 10 m − − − = × ×π × × = × ( ) ( ) 12072 / min 9.8 9.5 10 900 2 0.62 1.26 10 2 4 6 L q C Ax p = = × × × − × = = ⋅ ⋅ ∆ − ρ 2.012 / 3 m s 6、如图所示，油管水平放置， 1 l 的断面和 2-2 断面处的直径为 d1,d2 ，液体在管路内作连续流 动，若不考虑管路内能量损失。 (1) 断面 1-1 、 2-2 处哪一点压力高?为什么? (2)若管路内通过的流量为 q ，试求断面 1-1 和 2-2 两处的压力差 ∆ p 。 解：（1）用 1－1 和 2－2 截面列伯努利方程 Q 1 2 h = h 其连续性方程为： 1 1 2 2 A v = A v Q A1 < A2 1 V2 ∴v > 代入伯努利方程得出 p2 > p1，即 2－2 处的压力高 （2） 2 2 2 2 1 2 1 1 4 4 4 1 d q v d q d q A q v π π π = = = ， = 代入伯努利方程得出 g v v g p p 2 2 2 2 1 2 1 − = − ρ ( ) = − − ∆ = − = 4 2 4 1 2 2 2 2 2 1 2 1 8 1 1 2 d d g g g v v p p p π ρ ρ 7、已知管子内径 d =20mm，液体的流速 υ =5.3m／s，液体运动粘度 v=0.4cm2／s，求液流的雷诺数 和流态。 解： 2650 2320 0.4 10 4 5.3 0.02 4 = > = × × = = e − Rec V vd R 所以流态为紊流 8、有一光滑的圆管，内径 8 mm ，有 N32 号机械油 (40 ℃) ，流过流量 q ＝ 30 L ／最小，问流 动状态如何?若流量不变，管径为何值时流态可为层流? 解： N32 机械油 40℃时 32cst 32 10 m /s −6 2 ν = = ×
q 30×10-3 9.95m/s A60×丌÷0.004 4vd995×0.08 (1)R J32×10-6 =2487.52650>R=2320 所以流态为紊流 2RV 2RVA (2)d=2R 4 4×4 2R vid d 4×4q 16×30×10-d =2×2320×32×10-6ml2 0466d2-0.008d=0 d(0.466d-008)=0 d1=0.0172m=17.2mm d2=0(舍去) 管径为172mm时流态可为层流 9、如图所示,当阀门关闭时压力表读数为0.25MPa,阀门打开时压力表读数为0.06MPa,如果 =12mm,p=900kg/m3,不计液体流动时的能量损失,求阀门打开时的液体流量q。 解:用I一I和Ⅱ一Ⅱ截面列伯努利方程 h=h2v1=0 PI p pg pg 2g (0 25-006)×10 v=12×9.81 =20.55m/s 900×981 q=v=20.55×-x×0.0122 2.32×10-3m3/s=1394L/min
m s A q 9.95 / 60 0.004 30 10 2 3 = × ÷ × = = − π υ （1） 2487.52650 2320 32 10 4 9.95 0.08 6 = > = × × = = e − Rec V vd R 所以流态为紊流 （2） q R vA V R v d R e e 4 4 2 4 2 2 × = = = q R v d d e 4 4 2 2 × = π = ( ) 0( ) 舍去 0.0172 17.2 0.466 0.008 0 0.466 0.008 0 2 2320 32 10 60 16 30 10 2 1 2 6 2 3 = ∴ = = − = − = = × × × × × − − d d m mm d d d d d d π 管径为 17.2 mm 时流态可为层流。 9、如图所示，当阀门关闭时压力表读数为 0.25 MPa ，阀门打开时压力表读数为 0.06 MPa ，如果 d=12 mm ，ρ =900 kg ／ m3 ，不计液体流动时的能量损失，求阀门打开时的液体流量 q 。 解：用Ⅰ－Ⅰ和Ⅱ－Ⅱ截面列伯努利方程 Q v 1 2 h = h 0 1 = g v g p g p 2 2 1 2 ∴ = + ρ ρ ( ) v 20.55m /s 900 9.81 0.25 0.06 10 2 9.81 6 = × − × ∴ = × × 2.32 10 / 139.4 / min 0.012 4 1 20.55 3 3 2 m s L q vA = × = = = × × − π