第1章思考题和习题解
1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？
答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体流动的动能来传递动力的。
1.2 什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么？
答：利用液体的压力能来传递动力的传动方式被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是液体。
1.3 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？
答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。
（2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。
（3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。
（4）辅助装置：在液压系统中，除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。
（5）工作介质：工作介质指用来传递能量的液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。
1.4 液压传动的主要优缺点是什么？
答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。
（2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。
（3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。
（4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。
（5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。
（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。
答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。
（2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低。
（3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作。
（4）液压传动在出现故障时不易找出原因。
1.5 结合图1.3简述工作台左右运动时，阀5和阀7的位置及进、回油液的流动路线。
答：工作台向左运动时：阀5的位置处于左位，阀7的位置处于右位。
进油流动路线：1→2→3→5（左）→6→7（右）→液压缸右腔
回油流动路线：液压缸右腔→7→油箱
工作台向右运动时：阀5的位置处于左位，阀7的位置处于左位。
进油流动路线：1→2→3→5（左）→6→7（左）→液压缸左腔
回油流动路线：液压缸左腔→7→油箱
1.6 图1.3液压系统的工作压力和液压缸9活塞的运行速度是怎样调节的？
答：液压系统的工作压力主要由溢流阀4调节，通过手柄调节调压弹簧的压缩量可调节液压泵的出口压力，即系统的工作压力。液压缸9活塞的运行速度由节流阀6调节，通过手柄调节节流阀6的开口量，可调节流经节流阀的流量，进而调节活塞的运行速度。
第2章 思考题和习题解
2.1 液压油液的粘度有几种表示方法？它们各用什么符号表示？它们又各用什么单位？
答：液压油液的粘度有三种表示方法：
（1）动力粘度μ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：f F du A dy
μ=确定。液体动力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为Pa ?s （N ?s/m 2）。
（2）运动粘度ν ：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即：
ηνρ
= 液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位中只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m 2/s ，常用的单位为mm 2/s 。
（3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。我国采用恩氏度?E 。相对粘度无量纲。
2.2 液压油液有哪几种类型？液压油的牌号与粘度有什么关系？
答：液压油有两大类，即石油基液压油和难然液压液。液压油的运动粘度是划分牌号的依据。国家标准GB/T3141-1994中规定，液压油的牌号就是用它在温度为40C ?时的运动粘度平均值（单位为mm 2/s ）来表示。
2.3 密闭容器内液压油的体积压缩系数κ为1.5×103-/MPa ，压力在1 MPa 时的容积为2 L 。求在压力升高到10 MPa 时液压油的容积为多少？ 解：根据体积压缩系数公式：0
1V V p ??-=κ 可得：961.5102(101)100.027V V p κ-?=-??=-???-?=-L
则：压缩后油的容积为V t = 2 - 0.027 = 1.973 L
答：压缩后油的容积为1.973 L
2.4 20℃时200 mL 蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51 s ，如果200 mL 的某液压油在40℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为232 s ，已知该液压油的密度为900 kg/m 3，
求该液压油在40℃时的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度各是多少？
解：恩氏粘度：?E 21232 4.5551t t =
== 运动粘度： νo 666o 6.31 6.317.31E 107.31 4.551031.8710E 4.55---????
=-?=?-?=? ? ?????m 2/s 动力粘度：6231.8710900 2.8710ηνρ--==??=? Pa ?s
答：恩氏粘度?E = 4.55，运动粘度：631.8710ν-=? m 2/s ，动力粘度22.8710η-=? Pa ?s 。
2.5已知某液压油在20℃时的恩式粘度为2010E ?=，在80℃时为80
3.5E ?=。求温度为60℃时该液压油液的运动粘度。
解：根据教材11页图2.4中的温度与相对粘度的线性关系，
图2.4
得计算式
6020802060208020
E E E E ?-?-=?-?-，解得60 5.7E ?= 6666.31 6.31(7.31)10(7.31 5.7)1040.56105.7
E E υ---=?-?=?-?=??m 2/s 答：运动粘度为40.56×10-6m 2/s 。
2.6 液压油的选用应从哪几个方面给予考虑？
答：对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。
2.7 液压传动的介质污染原因主要来自哪几个方面？应该怎样控制介质的污染？
答：液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方面：
（1）残留物的污染：这主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染。
（2）侵入物的污染：液压传动装置工作环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点，如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染。
（3）生成物的污染：这主要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。
控制污染的方法主要有：
（1）减少外来的污染：液压传动系统在装配前后必须严格清洗。组成液压系统的管件，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压传动系统在组装后要进行全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最好要经过几次清洗来保证清洁。油箱要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油机，对外露件应装防尘密封，并经常检查，定期更换。液压传动系统的维修，液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行。
（2）滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装适当精度的过滤器，并且要定期检查、清洗或更换滤芯。
（3）控制液压油液的工作温度：液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用温度。
（4）定期检查更换液压油液：应根据液压设备使用说明书的要求和维护保养规程的有关规定，定期检查更换液压油液。更换液压油液时要清洗油箱，冲洗系统管道及液压元件。
2.8有两种粘度不同的液压油分别装在两个容器中，不用仪器，你怎样判别哪个容器中的粘度大？
答：只需测量它们单位体积的（同等体积）流过同一小孔所需的时间。时间长的粘度就大。
第3章 思考题和习题解
3.1 什么叫压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的压力与外界负载有什么关系？ 答：液体在单位面积上所受的内法线方向的力称为压力。压力有绝对压力和相对压力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是以大气压为基准来进行度量的。 由公式A
F p =可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。 3.2 如题3.2图中，液压缸直径D = 150 mm ，柱塞直径d = 100 mm ，负载F = 5×104N 。若不计液压油自重及活塞或缸体重量，试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少？
题3.2图 解：两种情况下柱塞有效作用面积相等，即：42d A π=
则其压力：24d F p π=()234101001054-????=π=6.37 MPa
答：在这两种情况下液体压力均等于6.37 MPa 。
3.3 如题3.3图所示的液压千斤顶，小柱塞直径d = 10 mm ，行程S 1 = 25 mm ，大柱塞直径D = 50 mm ，重物产生的力F 2= 50 000 N ，手压杠杆比L ：l = 500：25，试求：
（1）此时密封容积中的液体压力p 是多少？（2）杠杆端施加力F 1为多少时，才能举起重物？（3）在不计泄漏的情况下，杠杆上下动作一次，重物的上升高度2S 是多少？
题3.3图
解：（1）6232
25000025.4610(5010)4
F p A π-===???Pa = 25.46 MPa （2）632125.4610(1010)20004
F pA π-==????= N 1252000100500
l F F
L ==?= N （3）221211210()25()150A d S S S A D ===?= mm 答：密封容积中的液体压力p = 25.46 MPa ，杠杆端施加力F 1 =100 N ，重物的上升高度2S =1 mm 。
3.4 如题3.4图所示的连通器内装两种液体，其中已知水的密度ρ1= 1000 kg/m 3，h 1= 60 cm ，h 2= 75 cm ，试求另一种液体的密度 ρ2是多少？
题3.4图
解：在1-1等压面上，有：a a p gh p gh +=+2211ρρ 则：11
2210006080075
h h ρρ?===kg/ m 3 答：另一种液体的密度2ρ是800 kg/ m 3。
3.5 解释下述概念：理想流体、定常流动、通流截面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。
答：理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。
定常流动：流体流动时，流体中任何空间点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，称这种流动为定常流动。
通流截面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通流截面。
流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量，简称流量。
平均流速：流量与通流截面积的比值即为平均流速。A udA q A A
υ
?
==。
层流：液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。
紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动。
雷诺数：由平均流速υ、管径d和液体的运动粘度ν三个参数组成的无量纲数，是用来表明液体流动状态的数。
3.6 说明连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？
答：连续性方程的本质是质量守恒定律。它的物理意义是单位时间流入、流出控制体积的质量流量之差，等于体积V中液体质量的变化率。当液体在某一刚性管道内作定常流动时，流过各通流截面的流量均相等。
3.7 说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程有什么区别？
答：伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。
理想液体伯努利方程的物理意义是：在密闭管道中做定常流动的理想液体具有压力能、位能和动能三种形式的能量。在液体流动过程中，这三种能量可以相互转化，但各通流截面上三种能量之和为恒定值。
实际液体的伯努利方程的物理意义是：实际液体在管道中作定常流动时，具有压力能、动能和位能三种形式的机械能。在流动过程中这三种能量可以相互转化。但是上游截面这三种能量的总和等于下游截面这三种能量总和加上从上游截面流到下游截面过程中的能量损失。
实际液体的伯努利方程比理想液体伯努利方程多了一项损耗的能量
w
h和比动能项中的动能修正系数。
理想液体伯努利方程：2
2p z g g
υρ++=const 实际液体伯努利方程：221112221222w p p z z h g g g g
αυαυρρ++=+++ 3.8 如题3.8图中所示的压力阀，当p 1=6 MPa 时，液压阀动作。若d 1=10 mm ，d 2=15 mm ，p 2= 0.5 MPa ，试求：（1）弹簧的预压力F s ；（2）当弹簧刚度k =10 N/mm 时的弹簧预压缩量x 0。（忽略钢球重量的影响）
题3.8图
解：（1）22211144s F p d p d ππ+=
2121()4
s F p p d π=-=6261010410)5.06(-????-π=431.75（N ）≈432（N ）
（2）03431.751010s F x k ===?=0.0432（m ）=43.2（mm ） 答：弹簧的预压力Fs 为432 N ，预压缩量0x 为43.2 mm 。
3.9 压力表校正装置原理如题3.9图所示，已知活塞直径d = 10 mm ，丝杆导程S = 2 mm ，装置内油液的体积弹性模量K = 1.2×103 MPa 。当压力为1个大气压（p a ≈ 0.1 MPa ）时，装置内油液的体积为200 mL 。若要在装置内形成21 MPa 压力，试求手轮要转多少转？
题3.9图
解：由：0
11.V K p V ?=-?得：0p V V K ???=- 则：002244
p V p V V K L A Kd d ππ??????=== 因此：19.2210
2)1010(102.11020010)1.021(443396
620=?????????-?=??=?=---ππS Kd V p S L n 答：手轮要转22.19转。
3.10 如题3.10图所示，液压泵的流量q = 25 L/min ，吸油管直径d = 25 mm ，泵口比油箱液面高出400 mm 。如果只考虑吸油管中的沿程压力损失?p 沿，当用32号液压油，
并且油温为40℃时，液压油的密度 ρ = 900 kg/m 3。试求油泵吸油口处的真空度是多少？
题3.10图
解：吸油管路中液压油的流速：
324251040.84960q q A d υππ-??====???-32（2510）
m/s 雷诺数：3
6
0.84925106633210e d R υν--??===?<2320 吸油管路中液压油的流动为层流。在吸油管路1—1截面（液面）和2—2截面（泵吸油口处）列写伯努利方程：
221112221222w p p z z h g g g g
αυαυρρ++=+++ 式中：10z =，10p =，10υ=（因为12υυ ）。 则：22222()2p gz p ρ
ραυ=-++?
其中：900ρ=kg/m 3，20.4z =m ，22α=，20.849υ=m/s ，
22
3750.4900(0.849)5872Re 25102
l p d ρυλ-??===? Pa 将已知数据代入后得：
22900(9009.810.420.849587)47672
p =-??+??+=- Pa 答：液压泵吸油口真空度为0.004767 MPa 。
3.11如题3.11图所示，液压泵从一个大容积的油池中抽吸润滑油，流量为q = 1.2 L/s ，油液的粘度?E = 40，密度ρ = 900 kg/m 3，假设液压油的空气分离压为2.8 m 水柱，吸油管长度l = 10 m ，直径d = 40 mm ，如果只考虑管中的摩擦损失，求液压泵在油箱液面以上的最大允许安装高度是多少？
题3.11图
解：运动粘度： ν6646.31 6.31(7.31E )10(7.3140)10 2.9210E 40
---=-??-?=? ＝m 2/s 液压油的流速：3
226
1.210/0.95540104q A υπ
--?===??m/s 由于40.95540.04Re 130.823202.9210
d υν-?===
7510900(0.955)0.5882130.80.042
l p d ρυλ??=== Pa 22111122221122
p gh v p gh v p ραρραρ++=+++?沿 式中：10υ=（因为1υ?2υ），8.22=p m 水柱 5102744.0?=Pa ，
50110013.1?==p p Pa ，01=h ，g p v p p h ρρα沿?---=
22221221 ()5252 1.0130.2744100.590020.9550.588109009.8
h -?-???-?=? 1.614=m 答：最大允许安装高度1.614m 。
第4章 思考题和习题解
4.1 从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系？
答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。它们都是能量转换装置。
从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的，但是由于各自所要完成的任务不同，为了保证他们具有各自的特性，在结构上有些差别。
4.2 液压泵的工作压力取决于什么？液压泵的工作压力和额定压力有什么区别？ 答：液压泵的工作压力取决于负载，负载越大，工作压力越大。液压泵的工作压力是指在实际工作时输出油液的压力值，即液压泵出油口处的压力值，也称为系统压力。
额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。
4.3 如题4.3图所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，设管道内压力损失和液压缸、液压马达的摩擦损失忽略不计，而题图 4.3（c ）中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。
题4.3图
答：（a ）0p =，（b ）0p =，（c ）1
c T q p p cA φ
??=?= ???，（d ）F p A =，（e ）2M
T p V π=。
4.4 如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生这些损失的原因是什么？
答：液压泵的输入功率为：P T nT i ==ωπ2，
输出功率为：0P F pA
pq υυ===。 功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因内外泄漏、气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。
4.5 试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。
答：齿轮泵要正常工作，齿轮的重合度必须大于1（ε >1），于是在齿轮连续啮合转动过程中总有两对轮齿同时啮合的时段，在此时段内有一部分油液被困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。当此封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。
4.6 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的工作压力？
答：齿轮泵压力的提高主要受压力油泄漏的影响。通常采用的方法是自动补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板式齿轮泵。
4.7 试说明叶片泵的工作原理。并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺点。
答：叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压
力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子旋转时叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作原理。
双作用叶片泵结构复杂，吸油特性不太好，但径向力平衡，转子每转一周每一对叶片吸、压油两次，流量脉动小；单作用叶片泵存在着不平衡的径向力。但是他可制成变量泵。
4.8 限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节？在调节时，叶片泵的压力流量曲线将怎样变化？
答：调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，这时BC段曲线左右平移；调节流量调节螺钉可以改变流量的大小，AB段曲线上下平移（如下图所示）。
c c max
4.9 液压泵的额定流量为100 L/min ，液压泵的额定压力为2.5 MPa ，当转速为1 450 r/min 时，机械效率为ηm =0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min ；压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：（1）液压泵的容积效率ηV 是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min ，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？
解：（1）ηv t q q ===1007106
095.. （2）液压泵在2.5MPa 压力下的泄漏流量为
106100.7 5.3/min l t q q q L =-=-=
因此，500r/min 时的实际流量
2221106500 5.31450
36.6 5.331.3/min
t t l l q q q q n q n L =-=?-=?--= 此时，液压泵的效率为
2231.30.8636.6
t q q η=
= （3）在第一种情况下： 63
301 2.51010610 5.2100.90.9560t t
i m V P pq P ηηη-???===??? W 在第二种情况下：
63
3011
2 2.51034.710 1.5100.90.9560t t i m V P pq P ηηη-???====???W 答：液压泵的容积效率ηV 为0.95，在液压泵转速为500r/min 时，估算其流量为34.7L/min ，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9?103W ，在第二种情况下的驱动功率为1.69?103W 。
4.10 某组合机床用双联叶片泵YB 4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p = 1 MPa 。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为0），只有小泵供油，这时系统压力p = 3 MPa ，液压泵效率η = 0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率又是多少？
解：（1）快速时液压泵的输出功率为：
63
0111110(1663)101316.760
P p q -??+?=== W 工进时液压泵的输出功率为：
63
0222310161080060
P p q -???=== W 电动机的功率为：
16468.07.131601===η
P P 电 W （2）电动机的功率为：1250608.010201033
6=????==-ηpq
P 电 W 答：所需电动机功率是1646 W ，如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率是1250 W 。
4.11 定量叶片泵转速为1500r/min ，在输出压力为6.3MPa 时，输出流量为53L/min ，这时实测液压泵轴消耗功率为7kW ，当泵空载卸荷运转时，输出流量为56L/min ，求：(1)该泵的容积效率是多少？(2)该泵的总效率是多少？
解：（1）液压泵的容积效率为
530.9556V t q q η=== （2）液压泵的输出功率为
6336.3105310 5.5651060o P pq -???===?（W ）=5.565（kW ） 则该泵的总效率为
5.5650.7957o i P P η=
== 答：该泵的容积效率为0.95；该泵的总效率为0.795。
4.12 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角为2230'?，柱塞直径为22 mm ，柱塞分布圆直径为68 mm ，柱塞个数为7，该泵的容积效率为0.98，机械效率为0.90，转速为960 r/min ，求：（1）该泵的理论流量是多少？（2）该泵的实际流量是多少？（3）若泵的输出压力为10 MPa 时，所需电动机的功率是多少？
解：（1）斜盘式轴向柱塞泵的理论流量为 23233
(tan )(2210)6810tan 22307960/60 1.201044t q d D zn π
π
γ---'==????????=?
（m 3/s ）
（2）实际流量为
331.20100.98 1.1810t V q q η--==??=?（m 3/s ）
（3）斜盘式轴向柱塞泵的输入功率为
63
1010 1.181013378.70.980.9i V m pq
P ηη-???===?（W ）=13.4（kW ） 答：该柱塞泵的理论流量是1.20×10-3m 3/s ；实际流量是1.18×10-3m 3/s ；所需电动机的功率是13.4kW 。
第5章 思考题和习题
5.1 已知单杆液压缸缸筒直径D = 100 mm ，活塞杆直径d = 50 mm ，工作压力p 1=2 MPa ，流量为q = 10 L/min ，回油背压力为2P = 0.5 MPa ，试求活塞往复运动时的推力和
运动速度。
解：（1）无杆腔进油时：()[]22221221114d p D p p A p A p F +-=
-=π ()6626212100.5100.10.5100.054F π??=??-??+????
41.2810=? N 3
12110100.0210.1604
q A υπ-?===??m/s （2）有杆腔进油时：()[]21221122124d p D p p A p A p F --=
-=π ()6626222100.5100.12100.054F π??=??-??-????
410785.0?= N 3
222210100.028(0.10.05)604
q A υπ-?===?-? m/s 答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.28?104 N ，运动速度是0.021 m/s ；当有杆腔进油时活塞的推力是0.785?104 N ，运动速度是0.028 m/s 。
5.2 已知单杆液压缸缸筒直径D = 50 mm ，活塞杆直径d = 35 mm ，泵供油流量为q = 10 L/min ，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F = 1 000 N ，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？
解：（1）32210100.170.03560
44q
d υπ
π
-?===?? m/s （2）04.1035.04100042
2=?==d F
p MPa 答：液压缸差动连接时的运动速度是0.17 m/s ；若缸在差动阶段所能克服的外负载F =1 000 N 时，缸内油液压力是1.04 MPa 。
5.3 一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p ，流量为q ，缸筒直径为D ，柱塞外径为d ，内孔直径为d 0，试求柱塞缸所产生的推力F 和运动速度
υ。
解：p d pA F 24π
==，2244
q q q A d
d υππ=== 答：柱塞缸所产生的推力等于24F d p π=，运动速度等于24q d υπ=。 5.4 如题5.4图所示的叶片泵，铭牌参数为q = 18 L/min ，p = 6.3 MPa ，设活塞直径D = 90 mm ，活塞杆直径d = 60 mm ，在不计压力损失且F = 28 000 N 时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p 2=2 MPa ）
题5.4图
解：（a ）4.409.04
280002
=?==πA F p MPa （b ）()5.509.0406.009.0410*******
22622=?-???+=+=ππ
A
A p F p MPa （c ）0p p = 5.5 如题5.5图所示的串联油缸，A 1和A 2为有效工作面积，F 1和F 2是两活塞杆的外负
载，在不计损失的情况下，试求p 1，p 2，1υ和2υ各是多少？
解：由11121222p A F p A p A F =+??=?，得22212
112F p A F F p A A ?=????=+??；11p q A υ=，22p q A υ=
第四章课后思考题及参考答案 1、为什么说资本来到世间，从头到脚，每个毛孔都滴着血和肮脏的东西？ [答案要点]资本来到世间，从头到脚，每个毛孔都滴着血和肮脏的东西。资本主义的发展史，就是资本剥削劳动、列强掠夺弱国的历史，这种剥夺的历史是用血和火的文字载入人类编年史的。在自由竞争时代，西方列强用坚船利炮在世界范围开辟殖民地，贩卖奴隶，贩卖鸦片，依靠殖民战争和殖民地贸易进行资本积累和扩张。发展到垄断阶段后，统一的、无所不包的世界市场和世界资本主义经济体系逐步形成，资本家垄断同盟为瓜分世界而引发了两次世界大战，给人类带来巨大浩劫。二战后，由于社会主义的胜利和民族解放运动的兴起，西方列强被迫放弃了旧的殖民主义政策，转而利用赢得独立和解放的广大发展中国家大规模工业化的机会，扩大资本的世界市场，深化资本的国际大循环，通过不平等交换、资本输出、技术垄断以及债务盘剥等，更加巧妙地剥削和掠夺发展中国家的资源和财富。在当今经济全球化进程中，西方发达国家通过它们控制的国际经济、金融等组织，通过它们制定的国际“游戏规则”，推行以所谓新自由主义为旗号的经济全球化战略，继续主导国际经济秩序，保持和发展它们在经济结构和贸易、科技、金融等领域的全球优势地位，攫取着经济全球化的最大好处。资本惟利是图的本性、资本主义生产无限扩大的趋势和整个社会生产的无政府状态，还造成日益严重的资源、环境问题，威胁着人类的可持续发展和生存。我们今天看到的西方发达资本主义国家的繁荣稳定，是依靠不平等、不合理的国际分工和交换体系，依靠发展中国家提供的广大市场、廉价资源和廉价劳动力，通过向发展中国家转嫁经济社会危机和难题、转移高耗能高污染产业等方式实现的。资本主义没有也不可能给世界带来普遍繁荣和共同富裕。 2、如何理解商品二因素的矛盾来自劳动二重性的矛盾，归根结底来源于私人劳动和社会劳的矛盾？[答案要点]商品是用来交换的劳动产品，具有使用价值和价值两个因素或两种属性。在私有制条件下，商品所包含使用价值和价值的矛盾是由私有制为基础的商品生产的基本矛盾即私人劳动和社会劳动的矛盾所决定的。以私有制为基础的商品经济是以生产资料的私有制和社会分工为存在条件的。一方面，在私有制条件下，生产资料和劳动力都属于私人所有，他们生产的产品的数量以及品种等，完全由自己决定，劳动产品也归生产者自己占有和支配，或者说，商品生产者都是独立的生产者，他们要生产什么，怎样进行生产，生产多少，完全是他们个人的私事。因此，生产商品的劳动具有私人性质，是私人劳动。另一方面，由于社会分工，商品生产者之间又互相联系、互相依存，各个商品生产者客观上都要为满足他人和社会的需要而进行生产。因此，他们的劳动又都是社会劳动的组成部分。这样，生产商品的劳动具有社会的性质，是社会劳动。对此，马克思指出，当劳动产品转化为商品后，“从那时起，生产者的私人劳动真正取得了二重的社会性质。一方面，生产者的私人劳动必须作为一定的有用劳动来满足一定的社会需要，从而证明它们是总劳动的一部分，是自然形成的社会分工体系的一部分。另一方面，只有在每一种特殊的有用的私人劳动可以同任何另一种有用的私人劳动相交换从而相等时，生产者的私人劳动才能满足生产者本人的多种需要。完全不同的劳动所以能够相等，只是因为它们的实际差别已被抽去，它们已被化成它们作为人类劳动力的耗费、作为抽象的人类劳动所具有的共同性质。”私有制条件下，商品生产者私人劳动所具有的这二重性质，表现为生产商品的劳动具有私人劳动和社会劳动的二重性。 生产商品的私人劳动和社会劳动是统一的，同时也是对立的。其矛盾性表现在：作为私人劳动，一切生产活动都属于生产者个人的私事，但作为社会劳动，他的产品必须能够满足一定的社会需要，他的私人劳动才能转化为社会劳动。而商品生产者的劳动直接表现出来的是它的私人性，并不是它的社会性，他的私人劳动能否为社会所承认，即能否转化为社会劳动，他自己并不能决定，于是就形成了私人劳动和社会劳动的矛盾。这一矛盾的解决，只有通过商品的交换才能实现。当他的产品在市场上顺利地实现了交换之后，他的私人劳动也就成了社会劳动的一部分，他的具体劳动所创造的使用价值才是社会需要的，他的抽象劳动所形成的价值才能实现。如果他的劳动产品在市场上没有卖出去，那就表明，尽管他是为社会生产的，但事实上，社会并不需要他的产品，那么他的产品
一、单项选择题（下列各题的四个备选答案中，只有一个正确答案。每小题1分，共20分） 1A 2C 3D 4B 5B 6C 7B 8D 9B 10B 11C 12C 13C 14C 15A 16A 17B 18B 19B 20B 1、马克思主义中国化就是运用马克思主义解决（）。 A、中国革命、建设和改革的实际问题； B、中国的民族问题； C、中国关于“一国两制“问题 D、中国的“三农”问题 2、毛泽东明确号召“使马克思主义在中国具体化”是在（）。 A.遵义会议上； B.瓦窑堡会议上； C.中共六届六中全会上； D.中共六届七中全会上 3、1978年，邓小平支持和领导的实践是检验真理的唯一标准的大讨论，是针对（）。 A、“以阶段斗争为纲” B、苏联模式； C、农村家庭联产承包 D、“两个凡是” 4、新民主主义革命总路线的核心是（） A、人民大众的参与 B、无产阶级的领导 C、反对帝国主义 D、反封建主义 5、中国共产党在民主革命中战胜敌人的三大法宝是（） A、土地革命、党的建设、武装斗争 B、统一战线、武装斗争、党的建设 C、武装斗争、土地革命、统一战线 D、工农运动、武装斗争、党的建设 6、1974年2月，毛泽东在会见赞比亚总统卡翁达时提出的重要思想是（）。 A、“中间地带”的思想 B、“三种力量”的思想 C、“三个世界”的思想 D、“两个霸权”的思想 7、邓小平理论的首要的基本理论问题是（）。 A、什么是解放思想、怎样坚持解放思想 B、什么是社会主义、怎样建设社会主义 C、什么是改革开放，怎样实施改革开放 D、什么是实事求是，怎样坚持实事求是 8、邓小平认为，中国解决所有问题的关键是要靠（）。 A、强大的人民政权 B、强大的人民军队 C、安定团结的政治局面 D、自己的发展 9、.我国实行对外开放格局所呈现的特点是（）。 A、分步骤、多层次、逐步推进 B、全方位、多层次、宽领域 C、多层次、多渠道、全方位 D.、沿海、周边、内地 10、社会主义初级阶段的基本任务是（）。 A、发展商品经济 B、解放和发展生产力 C、完善生产关系 D、完善上层建筑 11、国现阶段的所有制结构中，国有经济对经济发展起主导作用。这种主导作用主要体现在（）。
例1:如图，已知大气压p b=101325Pa ，U 型管内 汞柱高度差H =300mm ，气体表B 读数为0.2543MPa ，求：A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。 解： 强调： P b 是测压仪表所在环境压力 例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa （和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m 3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f （v ）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。 解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其 ，所以关键在于求出p~f （v ） (2) （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平 衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量，已 知 解：取缸内气体为热力系—闭口系 分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 过程中质量m 不变 据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功 注意：活塞及其上重物位能增加 例4：如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p 1=p b ，t 1=27℃，缓缓加热， 使 p 2=0.15MPa ，t 2=207℃ ，若m =0.1kg ，缸径=0.4m ，空气 求：过程加热量Q 。 解： 据题意 ()()121272.0T T m u u m U -=-=? 例6 已知：0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后，导入换热器排走部分热量，再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。喷管出口截面积A =0.0324m2，气体流速c f2=300m/s 。已知压气机耗功率710kW ，问换热器的换热量。 解： 稳定流动能量方程 ——黑箱技术 例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机，运行参数如图。设空气比热 cp =1.003kJ/(kg·K)，水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需功率。[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)] 解：取控制体为压气机（不包括水冷部分 流入： 流出： 6101325Pa 0.254310Pa 355600Pa B b eB p p p =+=+?=()()63 02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ W p V V =-=??-=?=斥L ?{}{}kJ/kg K 0.72u T =1 2T T =W U Q +?=()()212211U U U m u m u ?=-=-252 1.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L =??=???=???={}{}kJ/kg K 0.72u T =W U Q +?=g V m pq q R T =()f 22g p c A R T =620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ???==??()111 11111m V m P e q p q P q u p v ++?++() 1 2 1 22222m V m e q p q q u p v ++Φ?Φ++水水
第四章 部分习题答案 4.1 如图（a ）所示电路，F 2=C ，电压u 的波形如图（b ）所示，求电流i ，并绘出波形图。 解：0~1s 期间， s V t u 1d d =，A 212d d =?==t u C i ； 1s 之后，0d d =t u ，0d d ==t u C i 4.2某设备中，需要一只4F μ，1000V 的电容器，。现有四只4F μ，500V 的电容器，问应当怎样联接才能满足要求？ 解：可各将两只μF 4电容相串联，再将其并联即可；也可以先并联再串联 4.3 电路如图所示，F 441==C C ，F 232==C C 每个电容器的额定工作电压都为600V ，电源电压V 1000＝U （1）当开关S 打开时，电容器是否会被击穿？（2）当开关S 闭合时， 电容器是否会被击穿？ 解：（1）开关S 打开时，电容的连接方式为，C1、C2串联，C3、C4串联，然后并联，则 F 3 8 2424242443432121=+?++?=+++= C C C C C C C C C ，其中2F 电容上分压为667V ，4F 电容上 分压为333V ，电容器会被击穿。 （2）开关S 闭合时，电容的连接方式为，C1、C3并联，C2、C4并联，串联，则 u （a ） （b ） 题4.1图
()()()()F 36 66 642314231=+?=+++++= C C C C C C C C C ，每个电容上的电压均为500V ，安全。 4.4 通过电感L 的电流波形如图（b ）所示，H 10m L =，求0≥t 时的电压u ，并绘出波形。 +--u L 题4.3图 （a ） （b ） 题4.4图 解：0~1ms 期间， s A t i 1d d =，mV 10110d d =?==t i L u ； 1~3ms 期间， s A t i 211310d d -=--=，mV 52110d d -=?? ? ??-?==t i L u ； 4.22 电路如图所示，已知Ω=k 201R ，Ω=k 802R ，V 20=U ，F 100μ=C ，S 闭合前电容两端电压为零，试求电路的时间常数τ及S 5=t 时电容两端的电压值。 解：()s 6.110016//21=?===C R R RC τ 0)0(=+C u ，V 16)(=∞C u ，V 1166.1???? ??-=-t C e u ()V 3.15116s 56.15 =??? ? ??-=-e u C
1、中国的先进分子为什么和怎样选择了马克思主义？ （1）斗争实践——中国选择马克思主义是近代以来先进中国人向西方探索救国救民真理历 史发展的必然结果。农民阶级、洋务派、维新派、革命派的努力先后失败。 （2）思想启蒙——五四新文化运动思想启蒙的结果；三次大论战，最终确立了马克思主义 在中国革命的指导思想地位。 （3）阶级基础——五四前后工人阶级的壮大及其斗争为中国选择马克思主义提供了阶级基 础和实践需求。 （4）外来影响——“一战”的影响：“一战”充分暴露了资本主义制度的内在矛盾，中国人对资 本主义方案产生了怀疑；（2分）俄国十月革命的推动：十月革命给陷于彷徨、苦闷的中国 人昭示了新的理想目标和建国方案，这就是走俄国人的路，搞社会主义。 2、为什么说中国共产党的成立是“开天辟地”的大事变？ 第一，中国共产党的成立是中国革命有了坚强的领导核心，灾难深重的中国人民有了可以依 赖的组织者和领导者，中国革命从此不断向前发展，由民主主义革命向社会主义革命推进。 第二，中国共产党的成立，使中国革命有了科学的指导思想。中国共产党以马克思主义为指 导思想，把马克思主义和中国革命的具体实践相结合，制定了正确的革命纲领和斗争策略， 为中国人民指明了斗争的目标和走向胜利的道路。 第三，中国共产党的成立，使中国革命有了新的革命方法，并沟通了中国革命和世界无产阶 级革命之间的联系，为中国革命获得了广泛的国际援助和避免走资本主义提供了客观可能性。 3、中国共产党成立后，中国革命呈现了哪些新面貌？为什么？ 中国共产党一经成立，中国革命就展现了新的面貌： 第一，第一次提出了反帝反封建的民主革命纲领，为中国人民指出了明确的斗争目标。 第二，发动工农群众开展革命斗争，在中国掀起了第一次工人运动高潮，同时，中国共产党 月开始从事发动农民的工作，农民的运动蓬勃发展。 第三，实行国共合作，并在合作中发挥主导作用，掀起大革命高潮，推翻了北洋军阀的统治。
第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者 的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而 对 于 能 量 方 程 来 说 ，其循环积分：
第四章 习题与思考题 ◆◆ 习题 4-1 在图P4-1所示互补对称电路中，已知V CC 为6V ，R L 为8Ω，假设三极管的饱和管压降U CES ＝1V ， ① 试估算电路的最大输出功率P om ； ② 估算电路中直流电源消耗的功率P V 和效率η。 解：① W W R U V P L cem CC om 563.18 2)16(2)(2 2≈?-=-= 如忽略U CES ，则 W W R V P L CC om 25.28 2622 2=?=≈ ② W W R V P L CC V 865.28 6222 2≈??=≈ππ %55.54865 .2563.1≈==V om P P η 如忽略U CES ，则%53.78865.225.2≈== V om P P η 此题的意图是理解OCL 互补对称放大电路的P om 和P V 的估算方法。 ◆◆ 习题 4-2 在图P4-1所示的电路中： ① 三极管的最大功耗等于多少？ ② 流过三极管的最大集电极电流等于多少？ ③ 三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少? ④ 为了在负载上得到最大输出功率P om ，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？ 解：① W W P P om CM 45.025.22.02.0=?=> ② A A R V I L CC CM 75.08 6==> ③ V V V U CC CEO BR 12622)(=?=> ④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1≈u A ，而略小于1，故V V V U U CC cem i 24.426 22≈=≈≈。 本题的意图是了解OCL 互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。
课后习题参考答案 第四章竖曲线设计 4.3 某条道路变坡点桩号为K25+460.00，高程为780.72.m，i1＝0.8％，i2＝5％，竖曲线半径为5000m。（1）判断凸、凹性；（2）计算竖曲线要素；（3）计算竖曲线起点、K25+400.00、K25+460.00、K25+500.00、终点的设计高程。 解：ω＝i1-i2＝5％－0.8％＝4.2％凹曲线 L＝R?ω＝5000×4.2％＝210.00 m T＝L/2＝105.00 m E=T2/2R＝1.10 m 竖曲线起点桩号：K25+460－T＝K25+355.00 设计高程：780.72－105×0.8％＝779.88 m K25+400： 横距：x＝（K25+400）－（K25+355.00）＝45m 竖距：h＝x2/2R＝0.20 m 切线高程：779.88+45×0.8％＝780.2 m 设计高程：780.24+0.20＝780.44 m K25+460：变坡点处 设计高程=变坡点高程+E=780.72+1.10＝781.82 m 竖曲线终点桩号：K25+460＋T＝K25+565 设计高程：780.72+105×5％＝785.97 m K25+500：两种方法 1、从竖曲线起点开始计算 横距：x＝（K25+500）－（K25+355.00）＝145m 竖距：h＝x2/2R＝2.10 m 切线高程（从竖曲线起点越过变坡点向前延伸）：779.88+145×0.8%=781.04m 设计高程：781.04+2.10＝783.14 m 2、从竖曲线终点开始计算 横距：x＝（K25+565）－（K25+500）＝65m 竖距：h＝x2/2R＝0.42 m 切线高程 （从竖曲线终点反向计算）：785.97-65×5%=782.72m 或从变坡点计算：780.72+（105-65）×5%=782.72m 设计高程：782.72+0.42＝783.14 m 两种方法结果相同 下图为Excel计算结果
课后思考题 4.1 4.9 总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律，若），I f Us s 1ω（=设置不当，会产生什么影响？一般说来，正反馈系统是不稳定的，而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的内环，系统却能稳定，为什么？ 答：转差频率控制的规律为：（1）在sm s ωω≤范围内，如果气隙磁通保持不变，转矩Te 基本上与ωs 成正比。（2）定子电流不同时，按照一定的 ），I f Us s 1ω（=函数关系控制定子的电压和频率，可以保持气隙磁通恒定。若），I f Us s 1ω（=设置不当，则气隙磁通无法保持恒定，控制将出现紊乱。因为转差频率控制的被控量是频率差ωs ，在外环通过负反馈控制已经实现控制要求，在内环控制中，因为输出量要控制定子的实际频率，而ωω+s 才能得到实际的频率值ω1，因此需采用正反馈相加，由于内环调解器不是普通的PI 调解器，输出不受正反馈的影响，引起的扰动可通过外环进行调节，所以系统能实现稳定要求。 课后习题: 4.1 一台三相鼠笼异步电动机的铭牌数据为：额定电压V 380U N =，额定转速 min /960n N r =，额定频率Hz f 50N =，定子绕组为Y 联接。由实验测得定子电阻Ω=35.0R s ， 定子漏感H 006.0L ls =， 定子绕组产生气隙主磁通的等效电 感H 26.0L m =，转子电阻Ω='5.0R r ， 转子漏感H 007.0L lr ='， 转子参数已折
算到定子侧 ， 忽略铁芯损耗 。 （ 1 ）画出异步电动机 T 形等效电路和简化电路。 （ 2 ）额定运行时的转差率N s ，定子额定电流1N I 和额定电磁转矩。 （ 3 ）定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I 。 （ 4 ）定子电压和频率均为额定值时，临界转差率m s 和临界转矩em T ，画出异步电动机的机械特性。 解:(1) R L 'L R L 'L 异步电动机简化等效电路 (2) 额定运行时 由于额定转速min /960n N r =,同步转速min /10003 50 60r n 60f n p N 1=?== 额定运行时的转差率04.01000 960 1000s 11=-=-= n n n N 由异步电动机T 形等效电路 023 .1004.0023.126 .010035 .0-26.0006.01211111≈-≈?+=-+=++ =j j L f R j L L L j L j R C m N s m ls m ls s ππωω可得转子相电流幅值 () ()() A L C L s R C R U I lr ls r s s r 9735.150953.175939.172220 007.0023.1006.010004.05.0023.135.0220 2 22 2 '1212 '1'=+=?+?+??? ? ??+= ++???? ??+= πω气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势 V L s R I lr N r r g 7352.2028361.425.1569735.15E 2 212 ≈+?='+???? ??''=ω 额定运行时的励磁电流幅值
第四章 气体和蒸汽的基本热力过程 4.1试以理想气体的定温过程为例，归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解决。 答：主要解决的问题及方法： (1) 根据过程特点（及状态方程）——确定过程方程 (2) 根据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 (3) 由热力学的一些基本定律——计算,,,,,t q w w u h s ??? (4) 分析能量转换关系（P —V 图及T —S 图）（根据需要可以定性也可以定量） 例：1)过程方程式： T =常数 （特征） PV =常数 （方程） 2)始、终状态参数之间的关系：12p p =21 v v 3)计算各量：u ?=0 、 h ?=0 、s ?=21p RIn p -=21v RIn v 2211v v dv w pdv pv pvIn RTIn v v v ====?? 21t v w w RTIn v == 21 t v q w w R T I n v === 4) P ?V 图，T ? S 图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况
4.2 对于理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用? 21212121(),();(),()v p v p u c t t h c t t q u c t t q h c t t ?=-?=-=?=-=?=- 答：不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式21()v q u c t t =?=-适于定容过程, 21()p q h c t t =?=-适用于定压过程。 4.3在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变，在定温过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？ 答：定温过程对气体应加入的热量 2211v v dv w pdv pv pvIn RTIn v v v ====?? 21 t v w w RTIn v == 21t v q w w RTIn v === 4.4 过程热量 q 和过程功w 都是过程量，都和过程的途径有关。由理想气体可逆定温过程热量公式2111 v q p v In v =可知，故只要状态参数1p 、1v 和2v 确定了， q 的数值也确定了，是否q 与途径无关？ 答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程q 是与途径有关的。 4.5 在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功w δ，问这v Q mc dT δ= 是否成立？ 答：成立。这可以由热力学第一定律知，由于是定容过 2211v v dv w pdv pv pvIn RTIn v v v ====??为零。故v Q mc dT δ=，它与外界是否对系统做功无关。 4.6 绝热过程的过程功w 和技术功t w 的计算式： w =12u u -，t w =12h h - 是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？ 答：不只限于理想气体和可逆的绝热过程。因为q u w =?+和t q h w =?+是通用
工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。
第4章习题 4-1 对信源?? ????=??????01.010.015.017.018.019.02.0s s s s s s s P S 7654321 进行二元编码，编码 方案为 （1）计算平均码长L ； （2）编码后信息传输率R ； （3）编码信息率R '； （4）编码效率η。 解：（1）()14.3L s p L i q 1 i i =?= ∑=（码元/信源符号） （2）()61.2S H =（比特/信源符号） ()831.014 .361 .2L S === H R （bit/码元） （3）logr L R ='=（ bit/信源符号） （4）831.0R R max == η 或者()831.0R S H =' = η 4-2 设离散无记忆信源的概率空间为??? ? ????=??????414 3 s s S 21 P ，若对信源采取等长二元编码，要求编码效率96.0=η，允许译码错误概率5 10-≤δ，试计算需要的信源序列长度N 为多少
解：信源熵为 ()81103 4 log 434log 41S .Η=+= （bit/符号） 自信息量的方差 ()()()[] 2 2 i q 1 i i 2 S H logp p S -=∑=σ4715.0811.041log 4143log 4322 2=-?? ? ??+??? ??= 因为编码效率96.0=η，由 ()()ε += S S H H η 可得 ()3379.0811.096 .004 .0S H 1=?= -= η η ε 可得 ()7 5 2221013.410 3379.04715.0S N ?=?=≥-δεσ 所以，信源序列长度达到7 1013.4?以上，才能实现给定的要求，因此等长编码没有实际的意义，一般统计编码都是采用不等长编码。 4-6设离散无记忆信源的概率空间为?? ? ? ??=??????1.09.0s s S 21P ，对信源进行N 次扩展，采用霍 夫曼编码。当N=1，2，∞时的平均码长和编码效率为多少 解： （1）N=1时，将1s 编成0，2s 编成1，则 1L 1= 又因为信源熵 ()469.0))logp(s p(s S H q 1 i i i =-=∑=bit/符号 所以 ()469.0L S H 1 1== η （2）N=2时，编码过程如下 2S 概 率 霍夫曼编码
1、何谓之与时间有关的错误？举例说明之。并发进程执行时一定会产生与时间有关的错误吗？为什么。 与时间有关的错误是指两个程序都以各自的速度交叉着运行，同时访问共享信息导致的错误。 比如程序A对共享变量p执行+1操作后，休眠一秒输出变量p,程序B对共享变量p执行减1操作后，休眠一秒输出变量p。导致的结果就会和想象中的不相同。 并发程序不一定都导致时间相关的错误，我们可以对共享变量加锁来解决这个问题 2、什么是临界区，什么是相关临界区，对相关临界区的使用规则？系统中某些资源一次只允许一个进程使用，则这类资源被称为临界资源，而在进程中访问临界资源的程序被称为临界区。 多个进程涉及到同一个临界资源的临界区被称为相关临界区。 使用规则：（1）只能选择一个进程进入临界区，其他进程必须等待。（2）不能强迫一个进程无限的等待进入他的临界区 （3）任何一个进程在进入临界区后都要在有限的时间内退出临界区。 3、若使用P、V操作管理某一组相关临界区，其信号量S的值在【-1，1】之间变化，当S=-1,s=0,S=1时，他们各自的物理含义是什么？当S=-1，临界区已满，且有一个进程正在等待 当S=0，临界区已满 当S=1, 临界区为空
4、两个并发执行的进程A和B的程序如下： 进程A： While(true){ N = N+5; }; 进程B： While(true){ 打印N的值； N = 0； }; 其中，N为整数，初值为4，若进程A先执行3次循环后，进程A 和进程B又并发执行了一个循环，请写出可能出现的打印值。 答：可能出现的打印值：19，0，24。因为N初值为4，若进程A先执行了三个循环，此时N的值为19。当进程A和进程B并发执行时可能会有如下两种执行次序，即进程A先执行一次循环，然后再进程B执行一次循环，此时打印的是正确值24，执行后N中的值为0。但若进程B先执行一次循环，然后再进程A执行一次循环，则打印的值是19，执行后N中的值是0。这是错误的，即发生了与时间有关的错误。用P、操作进行管理，使进程A和B并发时不会出现与时间有关的错误的程序如下：(S为互斥信号量，初值为1)， 进程A 进程B while(1){ while(1){
第四章练习题及答案 一、填空题 1、CPU与I／O接口间的信息一般包括______________三种类型。 答案：数据信息状态信息控制信息 2、CPU通过一个外设接口同外设之间交换的信息包括数据信息、状态信息和_________. 答案：控制信息 3、状态信息表示外设当前所处的_________，例如READY(就绪信号)表示输入设备已准备好信息，BUSY(忙信号)表示输出设备是否能接收数据。 答案：工作状态 4、控制信息是由CPU发出的、用于控制外设接口工作方式以及外设的_________的信息。 答案：启动和停止 5、74LS244是一种__________输出的八缓冲器和线驱动器。 答案：三态 6、74LS245是一种三态输出的__________总线收发器。 答案：八 7、在8086／8088工作于最大模式时，总线周期状态S2、Sl、S0中至少有一个状态为______________. 答案：低电平 8、当LOCK为_______时，其它总线主控部件都不能占用总线。 答案：低电平 9、在DMA期间，LOCK端处于________。 答案：高阻状态 10、在T2、T3、Tw、T4状态时，S6为________，表示8088／8086当前连在总线上。 答案：低电平 11、CPU与内存及I／O装置间传送数据的硬件线路通道称为________。 答案：总线 12、CPU中的总线接口部件BIU，根据执行部件EU的要求，完成CPU与_________________的数据传送。答案：存储器、I／O设备 13、各类微处理器的引脚信号即片总线，例如8086／8088CPU的地址线、数据线和控制线等即构成该芯片的__________。 答案：片总线 14、当存储器的读出时间大于CPU所要求的时间时，为了保证CPU与存储器的周期配合，就要利用_________信号，使CPU插人一个TW状态。 答案：READY 15、片总线通常包括地址总线、数据总线和_________总线等三组总线。 答案：控制 16、地址总线通常是_____总线，由CPU输出，8位微处理器有16条地址总线，16位微处理器有20条或更多。 答案：单向 17、总线通信协议主要是解决信息传输的开始和结束问题，是实现总线__________和信息传送的手段，常用的通信协议有同步方式和异步方式两种。 答案：仲裁 18、8086／8088CPU的数据线和地址线是以_________方式轮流使用的。 答案：分时
1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h p v =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本 质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说，其循环积分： q du pdv δ=+??? 虽然： 0du =? 但是： 0pdv ≠? 所以： 0q δ≠? 因此热量q 不是状态参数。 4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分（图2-13），A 部分装有1 kg 气体，B 部分为高度真空。将隔板抽去后，气体热力学能是否会发生变化？能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程？
教材习题答案 分析图电路的逻辑功能 解：（1）推导输出表达式 Y2=X2；Y1=X 1X2；Y0=(MY1+X 1M)X0 X2X1X0Y2Y1Y0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111000 001 011 010 110 111 101 100 000 001 011 010 111 110 100 101 （3）逻辑功能：当M=0时，实现3位自然二进制码转换成3位循环码。 当M=1时，实现3位循环码转换成3位自然二进制码。分析图电路的逻辑功能。 图 解：(1)从输入端开始，逐级推导出函数表达式。 F1 = A⊕B⊕C
F2 = A(B⊕C) + BC= A BC + AB C +ABC + ABC (2)列真值表 表4.3.2 A B C F1F2 000 001 010 011 100 101 110 11100 11 11 01 10 00 00 11 (3)确定逻辑功能。由真值表可知，该电路实现了一位全减器的功能。 A、B、C、F1、F2分别表示被减数、减数、来自低位的借位、本位差、本位向高位的借位。分析图电路的逻辑功能 解：（1）F1=A B C；F2=(A B)C+AB (2)真值表： A B C F2F1 000 001 010 011 100 101 110 11100 01 01 10 01 10 10 11
(3)逻辑功能：实现1位全加器。 设ABCD是一个8421BCD码，试用最少与非门设计一个能判断该8421BCD码是否大于等于5的电路，该数大于等于5，F= 1；否则为0。 解：(1)列真值表 表4.3.4 (2)写最简表达式
第3章和第4章重点思考题和习题解答 第3章 理想气体 习题 3-2 体积为0.027m 3的刚性贮气筒，装有压力为5107×Pa 、温度为20℃的空气。筒上装有一排气阀，压力达到51075.8×Pa 时就开启，压力降为 5 104.8×Pa 时才关闭。若由于外界加热的原因，造成阀门的开启，问：⑴ 当阀门开启时，筒内温度为多少？⑵ 因加热而失掉多少空气？设筒内空气温度在排气过程中保持不变。 状态1 --定容→ 状态2 --定温→ 状态3(但部分气体排出) 解：⑴K 3667 8.75293p p T T 1212=×== (注意：T 1=273+20=293K) ⑵ kg 0.225293 2870.027107T R V p m 51g 111=×××== (注意：R g =287 J/(kg.K)) kg 0.216366 2870.027108.4T R V p m 52g 232=×××== kg 0.0090.2160.225m m Δm 21=?=?= 或：3 m 00108.0=?V 或 mol 31.045.776.7=?=?n 3-3 一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦的活塞分成两部分，最初活塞被固定在某一位置，气缸的一侧贮有0.4MPa 、30℃的理想气体0.5kg ，而另一侧贮有0.12MPa 、30℃、0.5kg 的同样气体，然后放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。设比热容为定值，试求：⑴ 平衡时的温度（℃）；⑵ 平衡时的压力(MPa)。 解：⑴ 平衡时的温度为30℃ ⑵ 方法1： 0.30.4 0.12p p V V 1221=== 由:T pV T V p T V p 222111=+ 得：p=0.185MPa 方法2： 由:1111RT M m V p =，得1111RT Mp m V =
第四章抽样与抽样估计 一、单项选择题 1、实际工作中，小样本是指（） A、样本容量大于30的样本 B、样本容量小于30的样本 C、样本容量等于30的样本 D、样本容量小于等于30的样本2、从5个字母中随机抽取2个字母作为样本，采用重复抽样，考虑顺序，则可能的样本个数为（） A、10个 B、20个 C、25个 D、30个 3、当总体方差未知，且样本容量小于30时，进行正态总体均值的区间估计应采用的临界值为（） A、F值 B、Z值 C、t值 D、2x 值 4、当总体方差已知，无论样本容量n的大小如何，进行正态总体均值的区间估计应采用的临界值为（） A、F值 B、Z值 C、t值 D、2x 值 5、在总体内部情况复杂、且各单位之间差异程度大、单位数又多的情况下，宜采用（） A、等距抽样 B、整群抽样 C、简单随机抽样 D、类型抽样 6、根据重复抽样的资料，甲单位工人工资方差为25，乙单位为100，乙单位抽的人数比甲单位多3倍，则抽样平均误差（） A、甲单位较大 B、甲单位较大 C、无法判断 D、甲、乙单位相同 7、某学校在全校学生中随机重复抽取100人调查身高，计算出抽样平均误差为5cm。如果改用不重复抽样方法，在其他条件不变时，其抽样平均误差将会（） A、大于5cm B、小于5cm C、等于5cm D、不确定 8、纯随机重复抽样条件下，样本容量扩大为原来的9倍，其它条件不变，则（） Ａ、抽样允许误差不变Ｂ、抽样允许误差缩小为原来的九分之一Ｃ、抽样允许误差缩小为原来的三分之一Ｄ、抽样允许误差增大为原来的九倍 二、多项选择题 1、影响抽样平均误差的因素主要有（） A、总体方差或标准差 B、样本容量 C、抽样方法 D、抽样组织方式 E、抽样的对象 2、下列说法中错误的有（） A、抽样误差是不可避免的 B、抽样误差是可以避免的 C、抽样误差可以计算但不能加以控制机 D、抽样误差是由于抽样的随机性而