第三章 一元流体动力学基础 1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kN /7.980，试求断面平均流速。 解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kN ρ=?→// A Q v ρ= 得：s m v /57.1= 2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速 解：由流量公式vA Q = 得：A Q v = 由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122= 3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求 (1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速 解：(1)由s m A v Q /0049.0333== 质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性方程： 33223311,A v A v A v A v == 得：s m v s m v /5.2,/625.021== 4.设计输水量为h kg /294210的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。试确定管道直径，根据所选直径求流速。直径应是mm 50的倍数。 解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0= 代入vA Q ρ= 得m v 18.1= 5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。试设计直径，根据所定直径求流速。直径规定为50 mm 的倍数。 解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代入vA Q = 得：s m v /5.17= 6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。（1）试计算各测点到管心的距离，表为直径的倍数。（2）若各点流速为54321u u u u u ，，，，，空气密度为ρ，求质量流量G 。
流体传动与控制 一、单选题 1、液压传动中的是将流体的压力能转化为机械能的元件。（B ） A、动力元件 B、执行元件 C、控制元件 D、辅助元件 2、液压缸运动速度的大小取决于。（A ） A、流量 B、压力 C、A和B都是 D、A和B都不是 3、负载大，功率大的机械设备上的液压系统可使用（ C ）。 A、齿轮泵 B、叶片泵 C、柱塞泵 D、螺杆泵 4、能形成差动连接的液压缸是。（A ） A、单杆液压缸 B、双杆液压缸 C、柱塞式液压缸 D、均可 5、一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用。（D ） A、O型Y型 B、M型H型 C、Y型H型 D、H型M型 6、如图1所示回路，溢流阀的调定压力为6.3MPa，减压阀的调定压力为1.8MPa，活塞运动时负载压力为1.2MPa，其他损失不计，活塞运动期间A处压力，活塞碰到挡铁B 处压力。（A ） A、1.2MPa, 1.8Mpa B、1.8Mpa,1.8MPa C、1.8MPa，1.2MPa D、1.2MPa, 6.3MPa 图1 7、在节流调速回路中，哪种调速回路的效率高？（C ） A、进油节流调速回路 B、回油节流调速回路 C、旁路节流调速回路 D、进油—回油节流调速回路 8、为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应系统压力。（B ） A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 9、定量泵节流调速系统中溢流阀的作用为。（C ） A、安全保护 B、背压 C、溢流稳压 D、卸荷 10、流量连续性方程是在流体力学中的表达形式。（C ） A、能量守恒定律 B、动量定理 C、质量守恒定律 D、其他 11、伯努利方程是在流体力学中的表达形式。（A ）
习题与思考题 第二章机电传动系统的动力学基础 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。静态转矩就是由 生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即 静态）的工作状态。 试列出以下几种情况下（见题图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减 速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） TM TL TL TM N TM=TL TM< TL TM-TL<0说明系统处于减速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L M>L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原
则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？ 因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=ω2 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。 为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 如图（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M=900r/min; 中间传动轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60 r/min。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。 折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15 J=JM+J1/j2+ JL/j12=+2/9+16/225= .如图（b）所示，电动机转速n M=950 r/min，齿轮减速箱的传动比J1= J2=4，卷筒直径D=,滑轮的减速比J3=2，起重负荷力F=100N,电动机的费轮转距GD2M= m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为。试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2z.。 ωM=*2n/60= rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=4*4*2=s v=ωD/2=2*=s T L=ηC n M=*100**950= GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2 =*+100*322 = 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 反抗转矩的方向与运动方向相反,,方向发生改变时,负载转矩的方向也会随着改变,因而他总是阻碍运动的.位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向便促使运动。 在题图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ 交点是系统的稳定平衡点. 交点是系统的平衡点
第三章流体动力学基础复习题 一、概念部分 1、描述流体运动的方法有和；前者以为研究对象，而后者以为研究对象。 2、流体运动的几何描述有：，，和。 3、流线有什么特点？流线、脉线和迹线有什么区别和联系？ 4、流体微团基本运动形式有，和变形运动等， 而变形运动又包括和两种。 5、描述有旋运动几何要素有、和。 6、判断正误：理想流体不存在有旋运动是否正确？为什么？试举例说明。 7、表征涡流的强弱的参数有和。 8、在无涡流空间画出的封闭周线上的速度环量为。 9、简述汤姆孙定理的内容 10、速度势函数?存在的条件是什么？流函数存在的条件是什么？ 11、简述流函数的物理意义的内容，并证明。 12、流网存在的条件是什么？简述流网的性质所包含的内容？ 13、无环量圆柱绕流运动由流、流和流叠加而成，有环量的圆柱绕流运动是无环量的圆柱绕流运动与流叠加而成。 14、是驻点。通过驻点的流线一定是零流线，是否正确？为什么？零流线是。轮廓线是。 15、描述流体运动的微分方程有、和。 写出它们的表达式。 16、纳维-斯托克斯方程中的速度只能是平均速度，是否正确？为什么？ 17、写出总水头和测压管水头的表达式，并说明各项的物理意义。 18、写出总压、全压和势压得表达式，并说明各项的物理意义。 19、简述系统和控制体的定义和特点 二、计算部分 1、已知拉格朗日描述：求速度与加速度的欧拉描述 2、试判断下列流场的描述方式：并转换成另一种描述方式 3、已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为： 试求在t=0时刻位于点（a,b)的流体质点的运动轨迹及拉格朗日法表示的速度场 4、粘性流体在半径为R 的直圆管内做定常流动。设圆管截面（指垂直管轴的平面截面）上?????==-t t be y ae x ()()?????+-=+-=-t y t x e b u e a u 1111???+=+=t y u t x u y x
为什么直流电动机直接启动时启动电流很大 答：电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小，所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时，启动电流将很大。I st=U N/R a 他励直流电动机启动过程中有哪些要求如何实现 答：他励直流电动机启动过程中的要求是：1启动电流不要过大；2不要有过大的转矩。 可以通过两种方法来实现：1 降压启动2 在电枢回路内串接外加电阻启动 （1）他励直流电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上 答：直流他励电动机启动时，一定要先把励磁电流加上是因为主磁极靠外电源产生磁场。 （2）若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从T L=0和T L=T N两种情况加以分析） 答：如果忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，T L=0时理论上电动机转速将趋近于无限大，引起飞车，T L=T N时将使电动机电流大大增加而严重过载。 （3）当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况 答：当电动机运行在额定转速下，如果突然将励磁绕组断开，转速为零，导致停车。 一台他励直流电动机的技术数据为：P N=, U N=U f=110V, n N=1500r/min, N=, R a=, R f= ①求额定电枢电流I aN ； P N=U N I aNN 2200=110×I aN × I aN =25A ②求额定励磁电流I fN； U f =R f I fN I fN=110/= ③求励磁功率P f； P f =UfI fN = ④求额定转矩T N ； T N=n N=14Nm ⑤求额定电流时的反电动势； E N=U N-I N R a =*25=100V ⑥求直接启动时的启动电流； I st=U N/R a=110/=275A ⑦如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，那么启动电阻为多少此时启动转矩又为多少启动电阻 2I N>U N /(R a+R st) R st> 启动转矩 K e φ=(U N-I N R a)/n N=
华东交通大学 学年论文 流体传动与控制技术综述 年级：2012级 学号：20120310110220 姓名：李王建 专业：测控技术与仪器 指导老师：杨超
摘要：随着我国现代化建设和科学发展的需要，在回顾流体传动及控制技术发展历史的基础上，对20世纪90年代后期以来液压技术的发展作综合评述。作为动力传动与控制技术领域的重要组成部分，它集众多学科于一体，具有显著的机电液一体化特征，尤其是与计算机技术相结合，使得液压技术在系统设计、控制、故障诊断、虚拟现实等方面有了长足的进步。最后对流体传动及控制技术的发展前景进行了预测，指出关注环保性能;元件与系统的集成化、模块化、智能化、网络化以及新材料的使用将是未来的发展方向。 关键词:历史回顾；流体技术；发展现状；未来展望； Abstract:A comprehensive review is presented for the development of hydraulic technology since twentieth century in the late 90's based on a review of fluid power transmission and control techn ology development history, because of the need of our country's modernization and scientific deve lopment. As an important part of power transmission and control technology, hydraulic technolog y sets numerous disciplines in one and has a mechanical-electrical-hydraulic integration characteri stics significantly. Combined with computer technology, great progress has been made in the syste m design, control, fault diagnosis, virtual reality and other aspects in hydraulic technology. Finally , it is predicted that the prospect of development of fluid power transmission and control technolo gy; and it is pointed out that (1) the attention of environmental performance, (2) integration, modu larization, network for element and system and (3) the use of new materials will be the developme nt direction in the future. Key words: fluid technology; History review; Development status; Future Outlook； 1.历史背景 作为流体传动与控制理论基础的流体力学、流体传动理论是人类在生产实践中逐步发展起来的。对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是希腊人阿基米德(Archimedes)，他建立了物理浮力定律和液体平衡理论。 1648年法国人帕斯卡((B.Pascal)提出静止液体中压力传递的基本定律，即“作用在封闭液体上的压力，可以无损失的传递到各个方向，并与作用面包吃垂直”奠定了液体静力学基础。 1738年瑞土人欧拉((L.Euler)采用了连续介质的概念，把静力学中的压力
流体力学标准化作业（三） ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 （1）拉格朗日法；（2）欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关，即 (,,,)u u x y z t = 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率，即 Du u u dx u dy u dz a Dt t x dt y dt z dt ????= =+++ ???? 投影式为 x x x x x x y z y y y y y x y z z z z z z x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z ?????=+++?????? ????? =+++???????????=+++?????? 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成， u t ??为固定空间点，由时间变化 引起的加速度，称为当地加速度或时变加速度，由流场的不恒定性引起。()u u ??为同一时刻，由流场的空间位置变化引起的加速度，称为迁移加速度或位变加速度，由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动，质点的物理量不论矢量还是标量，对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体，密度的随体导数 D D u t t ρρ ρ?=+???（） 3.流体流动的分类
（1）恒定流和非恒定流 （2）一维、二维和三维流动 （3）均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 （1）流线和迹线 流线微分方程 x y z dx dy dz u u u == 迹线微分方程 x y z dx dy dz dt u u u === （2）流管、流束与总流 （3）过流断面、流量及断面平均流速 体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A == ? （4）渐变流与急变流 5. 连续性方程 （1）不可压缩流体连续性微分方程 0y x z u u u x y z ???++=??? （2）元流的连续性方程 12 1122 dQ dQ u dA u dA =?? =? （3）总流的连续性方程 1122u dA u dA = 6. 运动微分方程 （1）理想流体的运动微分方程（欧拉运动微分方程）
第二章机电传动系统的动力学基础 2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和 静态的工作状态。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速， T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.3 试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加 速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） T M T T M=T L T M< T L T M-T L>0说明系统处于加速。 T M-T L<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L
T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 2.5为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。 2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 2.9 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 2.11 在题2.11图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ 交点是系统的稳定平衡点. 交点是系统的平衡点 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点
第三章 3.1为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗.. 3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N =180kW, U N =230V,n N =1450r/min,η N =89.5%，试求： ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η= η N ） P N =U N I N 180KW=230*I N I N =782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N 100/η N P=87.4KW 3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N =7.5KW, U N =220V, n N =1500r/min, η N =88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。 P N =U N I N η N 7500W=220V*I N *0.885 I N =38.5A T N =9.55P N /n N =47.75Nm 3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电动机在未启动前n=0,E=0,而R a 很小,所以将电动机直接接入电网并施加额 定电压时,启动电流将很大.I st =U N /R a 3.14直流串励电动机能否空载运行?为什么？ 串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足
第三章 流体运动学 3－1 已知流体质点的运动，由拉格朗日变数表示为 x =ae kt ，y =be -kt ，z =c ，式中k 是不为零的常数。试求流体质点的迹线、速度和加速度。 解：（1）由题给条件知，流体质点在z=c 的平面上运动，消去时间t 后，得 xy =ab 上式表示流体质点的迹线是一双曲线族：对于某一给定的（a ，b ）,则为一确定的双曲线。 （2）0kt kt x y z x y z u kae u kbe u t t t -???= ===-==???，， （3）220y kt kt x z x y z u u u a k ae a k be a t t t -???=== ===???，， 3－2 已知流体运动，由欧拉变数表示为u x =kx ，u y =－ky ，u z =0，式中k 是不为零的常 数。试求流场的加速度。 解：2d d x x x x x x x y z u u u u u a u u u k x t t x y z ????= =+++=???? 2d d y y u a k y t ==，d 0d z z u a t == 3－3 已知u x =yzt ，u y =zxt ，u z =0，试求t =1时流体质点在（1，2，1）处的加速度。 解：2()3m/s x x x x x x y z u u u u a u u u yz zxt zt t x y z ????= +++=+=???? 2()3m/s y y y y y x y z u u u u a u u u zx yzt zt t x y z ????=+++=+=???? 0z z z z z x y z u u u u a u u u t x y z ????=+++=???? 3－4 已知平面不可压缩液体的流速分量为u x =1－y ，u y =t 。试求（1）t =0时，过（0， 0）点的迹线方程；（2）t =1时，过（0，0）点的流线方程。 解：（1）迹线的微分方程式为 d d d d d d d d d d y x y x y x y x y t t t y u t t t u u u u ======，，，， 积分上式得：12 2C t y +=，当t=0时，y=0，C 1=0，所以 2 2t y = (1) 2d d (1)d (1)d 2x t x u t y t t ==-=-，积分上式得：23 6 C t t x +-= 当t =0时，x =0，C 2=0，所以 6 3 t t x - = (2) 消去（1）、（2）两式中的t ，得x =有理化后得 023 49222 3=-+-x y y y
201803考试批次2流体传动与控制D卷 1、 消防队员手握水龙喷射压力水时，消防队员（）。 ? ? A、 ? 受拉力 ? ? ? B、 ? 不受力 ? ? ? C、 ? 受推力 ? ?收藏该题 2、 液压系统的动力元件是（）。
? ? A、 ? 液压阀 ? ? ? B、 ? 液压泵 ? ? ? C、 ? 电动机 ? ? ? D、 ? 液压缸 ? ?收藏该题 3、 使三位四通换向阀在中位工作时泵能卸荷，应采用（）? ? A、 ?
“Y”型阀 ? ? ? B、 ? “P”型阀 ? ? ? C、 ? “M”型阀 ? ?收藏该题 4、 能输出恒功率的容积调速回路是（）。? ? A、 ? 变量泵---定量马达 ? ? ? B、 ? 目前还没有 ? ? ?
C、 ? 变量泵---变量马达回路 ? ? ? D、 ? 定量泵---变量马达 ? ?收藏该题 5、 溶解在油液的空气含量增加时，油液的等效体积弹性模量（）。? ? A、 ? 减小 ? ? ? B、 ? 基本不变 ? ? ? C、 ? 增大 ? ?收藏该题 6、 为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁，应采用（）型阀
? ? A、 ? “Y”型阀 ? ? ? B、 ? “P”型阀 ? ? ? C、 ? “O”型阀 ? ?收藏该题 7、 设计合理的液压泵的吸油管应该比压油管（）。? ? A、 ? 粗些 ? ? ? B、 ?
长些 ? ? ? C、 ? 细些 ? ?收藏该题8、 在同一管道中，分别用Re 紊流、Re 临界 、Re 层流 表示紊流、临界、层流时的雷诺数， 那么三者的关系是（）。? ? A、 ? Re紊流> Re临界> Re层流 ? ? ? B、 ? Re紊流< Re临界 3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 答：电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小，所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时，启动电流将很大。I st=U N/R a 3.12他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？ 答：他励直流电动机启动过程中的要求是：1启动电流不要过大；2不要有过大的转矩。 可以通过两种方法来实现：1 降压启动2 在电枢回路内串接外加电阻启动 3.13（1）他励直流电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？ 答：直流他励电动机启动时，一定要先把励磁电流加上是因为主磁极靠外电源产生磁场。 （2）若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从T L=0和T L=T N两种情况加以分析）？ 答：如果忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，T L=0时理论上电动机转速将趋近于无限大，引起飞车，T L=T N时将使电动机电流大大增加而严重过载。 （3）当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况？ 答：当电动机运行在额定转速下，如果突然将励磁绕组断开，转速为零，导致停车。 3.15一台他励直流电动机的技术数据为：P N=2.2kW, U N=U f=110V, n N=1500r/min, ?N=0.8, R a=0.4?, R f=82.7? ①求额定电枢电流I aN ； P N=U N I aN?N 2200=110×I aN ×0.8 I aN =25A ②求额定励磁电流I fN； U f =R f I fN I fN=110/82.7=1.33A ③求励磁功率P f； P f =UfI fN =146.3W ④求额定转矩T N ； T N=9.55P N/n N=14Nm ⑤求额定电流时的反电动势； E N=U N-I N R a =110V-0.4*25=100V ⑥求直接启动时的启动电流； I st=U N/R a=110/0.4=275A ⑦如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，那么启动电阻为多少？此时启动转矩又为多少？ 启动电阻 2I N>U N /(R a+R st) R st>1.68? 桂林电子科技大学 流体传动与控制实验报告实验名称节流调速性能试验 机电工程学院机械电子工程专业10001602班第实验小组作者学号 同作者 实验时间年月日辅导员意见： 辅导员成绩签名 一、实验目的： 1、分析比较采用节流阀的进油节流调速回路中，节流阀具有不同流通面积时的 速度负载特性； 2、分析比较采用节流阀的进、回、旁三种调速回路的速度负载特性； 3、分析比较节流阀、调速阀的速度性能。 4、通过亲自装拆，了解节流调速回路的组成及性能，绘制速度—负载特性曲线 并进行比较 5、通过该回路实验，加深理解Q=C a △P m关系，式中△p、m分别由什决定，如何保证Q=const。 二、实验要求 实验前预习实验指导书和液压与气动技术课程教材的相关内容； 实验中仔细观察、全面了解实验系统； 实验中对液压泵的性能参数进行测试，记录测试数据； 深入理解液压泵性能参数的物理意义； 实验后写出实验报告，分析数据并绘制液压泵性能特性曲线图。 三、实验内容： 1、分别测试采用节流阀的进、回、旁油路节流调速回路的速度负载特性； 2、测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性。 四、实验步骤： 1、按照实验回路的要求，取出所要用的液压元件，检查型号是否正确； 2、检查完毕，性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过快换接头 和液压软管按回路要求连接； 3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”电 器控制的逻辑连接，通为“ON”，短为“OFF”。 4、安装完毕，定出两只行程开关之间距离，拧松溢流阀（Ⅰ）（Ⅱ），启动 YBX-B25N,YB-A25C泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为3Mpa,溢流阀（Ⅱ）压力为0。5Mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。 5、按电磁铁动作表输入框的选定、按动“启动”按钮，即可实现动作。在运行 中读出显示器界面图表中的显示单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力，和油缸的运行显示时间。 6、根据回路记录表调节溢流阀压力（即调节负载压力），记录相应时间和压力， 填入表中，绘制V——F曲线。 五、实验原理图： 流体传动及控制 一、专业介绍 1、学科简介： 流体转动及控制属于自设专业。是以控制理论为主干学科，是机械工程与控制理论的集成，是利用机械、自动控制、计算机等多学科的方法对机械产品与系统进行设计和制造的一种集成技术，是当代机械工程发展的新方向。 2、考试科目： 01）101政治 02）201英语或202俄语或203日语 03）301数学一 04）819控制工程基础 （各个招生单位考试科目略有不同，以上以燕山大学为例） 3、研究方向： 01）新型液压元件及液压传动 02）复杂流场数值计算及实验可视化 03）液压控制系统的故障诊断及可靠性研究 04）电液伺服系统的混沌、神经网络控制 05）重型机械流体传动及控制 06）气体传动与控制 07）冶金机械的液压传动与控制 （各个招生单位研究方向略有不同，以上以燕山大学为例）二、培养目标 本专业要求学生主要学习运用机械学、流体力学、工程控制论的基本理论和方法，设计和制造性能良好的流体元件、系统及流体伺服控制系统。培养从事流体元件、传动系统、伺服控制系统的设计、实验、研究和制造的高级工程技术人才。 （各个招生单位考试科目略有不同，以上以燕山大学为例）三、与此专业相近的自设专业 （工业工程，电子生物技术与装备，微机电工程，制造工程智能化检测及仪器，机械装备及控制，机械信息与控制工程，微电子装备与制造，制造信息科学与技术） 四、相同一级学科下的其他专业： （环境污染控制及装备，汽车电子工程及控制，印刷包装技术与设备，工业设计，信息化制造工程，重型装备设计理论及其数字化技术，汽车电子工程，仿生技术，宇航空间机构及控制，生命修复与快速制造工程，精微制造工程，车身工程，城市轨道交通技术与设备，驱动技术与智能系统，信息器件制造技术装备，数字装备与计算制造，数字化设计及制造，精密与超精密加工，物流技术与装备，工程机械）五、招收此自设专业的院校 招收此自设专业的院校：燕山大学。 六、此专业开设年份 燕山大学（2004）。 七、就业前景： 该专业的毕业生知识面宽，就业面广，社会需求量大。毕业生就业压力相对较小，沿海发达城市，大城市依然是毕业生的追逐热点。国家近几年加大力度强化装备制造业，鉴于机械行业的重要性和庞大规模需要一支庞大的专业人才队伍，今后一段时间内，社会对机械类人才仍会有较大需求。具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标，流体转动及控制专业人才近年也供不应求。 八、就业方向： 学生毕业后，可从事液压与气动元件或系统的设计、制造、研究及教学等工作。可在机械、冶金、矿山、轻工、电子、交通、化工等部门．从事流体元件和系统的设计、试验、制造、调整、维修 第三章 3-1 答：直流电机是通过两个磁场的互作用产生旋转。定子通过永磁体或受激励电磁铁产生一个固定磁场，转子由一系列电磁体构成，当电流通过其中一个绕组时会产生一个磁场。 对有刷直流电机而言，转子上的换向器和定子的电刷在电机旋转时为每个绕组供给电 能。通电转子绕组与定子磁体有相反极性，因而相互吸引，使转子转动至与定子磁场 对准的位置。当转子到达对准位置时，电刷通过换向器为下一组绕组供电，从而使转 子维持旋转运动。 3-2 答：电枢磁场的电动势与电流相位相同，电枢磁场使气隙磁场发生畸变，一半加强，一半削弱。 3-3 答：（1）电枢电流不变，转速减半。 （2）电枢电流上升，转速下降。 （3）电枢电流减半，转速下降 （4）电枢电流上升，转速下降。 （5）电枢电流下降，转速下降。 3-4 答：（1)分相电动机:①电容启动电动机②电容电动机③电阻电容电动机 （2）罩极电动机；工作原理：是在一对定子主磁极的对角旁侧开出小于主磁极的侧极!套上铜 制的短路环!这就是罩极!这个短路环在主磁极的交变磁场里能感生出很强的 感应电流!而这个很强的感生电流又会使侧极铁心产生很强的磁场!关键是这 个磁场在时间和相位及位置上和主磁极都有差异!这就相当于在单相交流磁 场里多出了另一个差相的交变磁场!这就使转子获得了推动力!得以旋转!若没 有这个罩极!定子磁场就是一个交流电磁铁!无旋转动力! 3-7 答：当伺服电动机处于单相供电时，电动机仍然转动，这就是伺服电动机“自转”现象。 为了消除自转，交流伺服电动机零信号时的机械特性应位于二、四象限。 3-8 答：相当于弱磁调速，速度会加快，力矩下降。 3-9 答：因为题意是带恒转矩负载，所以电磁转矩等于额定电磁转矩（T em=T N）由直流伺服电动机的转速公式：n=U/k e-(k t k e)R a/kT N -(k t k e)R a/kT N ① 根据已知条件可列出方程：0=4/K e 1500=4/K e-(k t k e)R a/kT N ② 联立①②得：k e=0.024 R a/kT N=166.67 所以，当满足3000=U/k e-(k t k e)R a/kT N时 U= 3-13 答：步进电机的动稳定区是指步进电机从一个稳定状态切换到另一个稳定状态而不失步的区域。 第三章 流体动力学基础 习 题 一、单选题 1、在稳定流动中，在任一点处速度矢量是恒定不变的，那么流体质点是 （ ） A ．加速运动 B ．减速运动 C ．匀速运动 D ．不能确定 2、血管中血液流动的流量受血管内径影响很大。如果血管内径减少一半，其血液的流量将变为原来的（ ）倍。 A ．21 B ．41 C ．81 D ．161 3、人在静息状态时，整个心动周期内主动脉血流平均速度为0.2 m/s ，其内径d =2×10-2m ，已知血液的粘度η =×10-3 Pa·S ，密度ρ=×103 kg/m 3，则此时主动脉中血液的流动形态处于（ ）状态。 A ．层流 B ．湍流 C ．层流或湍流 D ．无法确定 4、正常情况下，人的小动脉半径约为3mm ，血液的平均速度为20cm/s ，若小动脉某部分被一硬斑阻塞使之变窄，半径变为2mm ，则此段的平均流速为（ ）m/s 。 A ．30 B ．40 C ．45 D ．60 5、有水在同一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为S A =10cm 2，B 处的横截面积为S B =5cm 2，A 、B 两点压强差为1500Pa ，则A 处的流速为（ ）。 A ．1m/s B ．2m/s C ．3 m/s D ．4 m/s 6、有水在一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为S A =10cm 2，B 处的横截面积为S B =5cm 2，A 、B 两点压强之差为1500Pa ，则管道中的体积流量为（ ）。 A ．1×10-3 m 3/s B ．2×10-3 m 3/s C ．1×10-4 m 3/s D ．2×10-4 m 3/s 7、通常情况下，人的小动脉内径约为6mm ，血流的平均流速为20cm/s ，若小动脉某处被一硬斑阻塞而变窄，测得此处血流的平均流速为80cm/s ，则小动脉此处的内径应为（ ）mm 。 A ．4 B ．3 C ．2 D ．1 8、正常情况下，人的血液密度为×103kg/m 3 ，血液在内径为6mm 的小动脉中流动的平均速度为20cm/s ，若小动脉某处被一硬斑阻塞而变窄，此处内径为4mm ，则小动脉宽处与窄处压强之差（ ）Pa 。 二、判断题 1、有水在同一水平管道中作稳定流动，管道横截面积越大，流速越小，压强就越小。（ ） 2、由直径为15cm 的水平光滑的管子，把20℃的水抽运到空气中去。如果抽水保持水的流速为30cm/s ，已知20℃水的粘度η＝×10-3 Pa/S ，则水在管子中的流动形态属于湍流。（ ） 3、烟囱越高，通风效能越好，即把烟从炉中排出来的本领就越大。（ ） 4、在深海中下落的一个铝球，整个过程始终是加速运动的。（ ） 5、飞机机翼的升力来自机翼上下表面压强之差，这个压强之差主要由于机翼上表面流速大于下表面流速所致。（ ） 6、流体的内摩擦力与固体间接触表面的摩擦力共同的特点都是阻碍相对运动，但流体的内摩擦力不存在最大的静摩擦力。（ ） 三、填空题 1、流管的作用相当于管道，流体只能从流管一端____，从另一端______。 2、液体的粘度与液体的______、温度、_______因素有关，且随着温度的升高而_______。 3、理想流体是指 的流体，是一理想的模型，它是实际流体的近似。 4、稳定流动是实际流体流动的一种特殊情况， ，称为稳定流动。 5、为形象地描绘流速场的分布情况，可在其中描绘一些曲线，使 试题库 三、判断题 1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（○） 2．液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。（×） 3．理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。（○） 4．雷诺数是判断层流和紊流的判据。（×） 5．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。（○） 6．流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加。（×） 7．流量可改变的液压泵称为变量泵。（×） 8．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（×） 9．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。（○） 10．配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。（○） 11．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。（○） 12．双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环。（×） 13．液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化。（○） 14．齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。（×） 15．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。（×） 16．因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。（○） 17．双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。（×） 哈工大流体传动及控制专业认识 哈尔滨工业大学流体传动及控制专业的发展历史 流体传动及控制专业始建于1955年，原名水力机械，下设水轮机，水泵和液压传动三个专门化方向，是仿照原苏联高校的办学模式在国内首先创办的。由原苏联莫斯科鲍曼工学院（现改名为莫斯科鲍曼科技大学）派专家帮助培训师资和筹建实验室。 1977年原来的水利机械专业正式分为流体机械专业和流体传动及控制专业，其中流体传动及控制专业涵盖液压传动、气压传动和液力传动等专业方向。1978年开始招收硕士研究生，1980年获得硕士学位授予权，1980年获得博士学位授予权，开始培养博士研究生，1984年获教育部批准建立博士后科研流动站。 1999年，根据发展需要将哈尔滨工业大学能源与科学技术学院流体传动及控制教研室的液压、气动部分与机电工程学院的机床液压研究室合并，归入机电工程学院，设立流体传动及控制自动化系，也称为流体传动及控制研究所。目前流体传动及控制研究所坐落在中国黑龙江省哈尔滨市哈尔滨工业大学科学园2F栋，使用面积达4000m2。总体实力处于国内高校同学科的前列，在世界范围内具有一定的影响力。 专业概况 流体传动与控制包括液压传动与控制和气压传动与控制两部分。液压传动是以液体作为工作介质，利用压力能传递动力，具有易于实现直线运动、功率与质量之比大、动态响应快等优点，在航空航天、舰船、武器装备、工程机械、冶金机械、运动模拟器、试验设备、机床、农林机械等领域得到了广泛的应用。而气压传动则是以空气作为工作介质，清洁、成本低，并具有防火、防爆、防电磁干扰等优点，在轻工、食品、饮料、包装、化工、电子和自动生产线等领域得到了广泛的应用。今天，流体动力传动技术与传感、微电子和控制技术密切结合，已发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术，是工业动力传动与控制技术不可缺少的重要组成部分。 专业发展现状 进入20世纪90年代后期，随着自动控制技术，计算机技术，微电子技术、可靠性技术的发展以及新材料的应用，使传统的液压技术有了新的进展，也使液压系统和元件的水平有很大提高。 1液压传动与微电子技术相结合，实现机电一体化集成是新型元件和系统发展的主要方向。 多功能集成电液元件、具有数字接口的电液元件和检测元件快速发展。由于内置电子 机电传动控制第三版课后答案 【篇一：《机电传动控制》冯清秀版课后习题答案】 第二章 2.1答：运动方程式：tm?tl?j d?dt tm?tl?tdtd0时：系统加速； td=0 时：系统稳速；td0时，系统减速或反向加速 2.2 答：拖动转矩：电动机产生的转矩tm或负载转矩tl与转速n相同时，就是拖动转矩。 静态转矩：电动机轴上的负载转矩tl，它不随系统加速或减速而变化。 动态转矩：系统加速或减速时，存在一个动态转矩td，它使系统的运动状态发生变化。 2.3 答：a匀速，b减速，c减速，d加速，e减速，f匀速 2.4答：在多轴拖动系统情况下，为了列出这个系统运动方程，必须先把各传动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到电动机轴上。 由于负载转矩是静态转矩，所以可根据静态时功率守恒原则进行折算。 jz?jm? j1jl216??2.5??2?2.8(kg?m) 222j1jl315 nm950?dnl??0.24?59.4 ??59.4(r/min)v???0.37(m/s)j1j24?460j360?2 2 z 2m 2.8答：nl? fv2 gd??gd?2 nm 100?0.372 gd?(1.1~1.25)?1.05?365??1.16~1.32n?m2 2950 2 z 2.9答：恒转矩型、泵类、直线型、恒功率型。 2.10答：反抗性恒 转矩负载恒与运动方向相反。 位能性恒转矩负载作用方向恒定，与运动方向无关。2.11答：（d）不是稳定运动点，其余都是稳定运行点。 3.1答：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软 磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片”叠压成，可减少涡流损耗。 3.3答：因为 t?kt?ia?tl?常数所以，当改变电枢电压或电枢串电阻时，ia均不变。 n? 由 rau?t ke?kekt?2知 n会变化。 3.4答：因为 ↑时，→e ↓，所以： ee1 3.6 答： p1?inun? pn ?n in? pnun?n ? 7.5?1000 ?38.52(a) 220?0.885 p7.5 tn?n?9550??47.75(n?m) nn1550 3.8 答 ： ?pn ra??0.50~0.75??1??ui nn??un ??i?n n0? ununnn ?机电传动控制第三章答案
流体传动与控制实验报告
流体传动及控制
机电传动控制第三章的课后作业
第三章流体动力学基础
流体传动与控制习题集
哈工大流体传动及控制专业认识
机电传动控制第三版课后答案
相关主题
文本预览