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第2章 液压与气压传动流体力学基础思考题和习题2.1 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？（答案略）2.2 解释下述概念：理想流体、定常流动、过流断面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。
（答案略）2.3 说明连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？（答案略）2.4 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？（答案略）2.5 如图2.32所示，已知测压计水银面高度，计算M 点处的压力是多少？ 解：取B －C 等压面，C B p p ＝： Hg a C p p γ⨯+5.0＝ 因为D －B 为等压面，故 C B D p p p ＝＝。
取M 水平面为等压面，O H D M p p 2)5.05.1(γ-+＝O H Hg a p 20.15.0γγ++＝。
2.6 一个压力水箱与两个U 形水银测压计连接如图2.33，a ，b ，c ，d 和e 分别为各液面相对于某基准面的高度值，求压力水箱上部的气体压力p g 是多少？ 解：由等压面概念：)(0d e p p Hg d ∇-∇+γ＝ )(2d c p p O H c d ∇-∇+γ＝ )(b c p p Hg c b ∇-∇+γ＝ )(2b a p p p O H b a gas ∇-∇-γ＝＝整理：20()()gas Hg H O p p c e b d b d c a γγ+∇+∇-∇-∇+∇-∇+∇-∇＝ （a p 为e ∇处大气压力）2.7 如图2.34所示的连通器，内装两种液体，其中已知水的密度ρ1= 1 000 kg/m ，h1= 60 cm ，h1= 75 cm ，试求另一种液体的密度ρ是多少？ 解：取等压面1—1列方程： 11gh p p a ρ+＝左 ２２右＝gh p p a ρ+121ρρh h ＝２ 2.8 水池如图2.35侧壁排水管为0.5⨯0.5 m ⨯m 的正方形断面，已知，h = 2 m ，α = 45︒，不计盖板自重及铰链处摩擦影响，计算打开盖板的力Ｔ是多少？ 解：盖板所受的总压力，54.53385.05.0)245sin 5.02(81.91000＝＝＝⨯⨯︒⨯+⨯⨯A gh F G ρ（N ）压心位置，09.35.0)25.045sin 2(125.025.045sin 224＝）＝（＝⨯+︒++︒+A J G G G C ηηη（m ）对铰链力矩平衡，︒⨯⨯︒-45cos 5..0)45sin (T hF C ＝η 66.394945cos 5.0)45sin 209.3(54.5338＝＝︒⨯︒-⨯T （N ） 2.9 如图2.36所示的渐扩水管，已知d = 15 cm ，D = 30 cm ，p A = 6.86×10 4 Pa ，p B = 5.88×10 4 Pa ，h = 1 m ，υB = 1.5 m/s ，求（1）υA =？（2）水流的方向，（3）压力损失为多少？解：（1）A B d D q υπυπ2244＝＝0.65.1)1015()1030(222222＝＝＝⨯⨯⨯--B A d D υυ（m/s ） （2）A 点总能头83.881.920.681.910001086.62242＝＝⨯+⨯⨯+g g p A A υρ（mH 2O ） B 点总能头11.7181.925.181.910001088.52242＝＝+⨯+⨯⨯++h g g p B B υρ（mH 2O ） 故水流方向为由A 到B（3）能头损失为 72.111.783.8＝-（mH 2O ）压力损失为：41069.181.9100072.1⨯⨯⨯＝（Pa ） 2.10 如图2.37中，液压缸直径D = 150 mm ，活塞直径d = 100 mm ，负载F = 5×10N 。
《流体力学与液压传动》 试题库及参考答案一、填空题............................................................................................................- 3 -二、问答题..........................................................................................................- 10 -三、分析题..........................................................................................................- 14 -四、计算题..........................................................................................................- 20 -一、 填空题1．液压系统中的压力取决于，执行元件的运动速度取决于。
（外负载；进入执行元件的流量）2．液压传动装置由、、和四部分组成，其中和为能量转换装置。
（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件）3．液体体积弹性模量的物理意义为，体积弹性模量越大液体抵抗变形的能力越。
（单位体积相对变化量所需要的压力增量；强）4．液体的粘度随温度的升高而, 其原因是。
（降低, 分子间的内聚力减小（内摩擦力减小））5．液体粘度的因压力的增高而, 其原因是。
（增大,分子间的距离减小，内聚力增大（内摩擦力增大））6．液体的可压缩性随温度的升高而，因压力的增高而。
(增大 ； 降低）7．液体在管道中存在两种流动状态，时粘性力起主导作用，时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用来判断。
绪论一、填空题1. ________是液压传动中常用来传递运动和动力的工作介质。
2. 液压传动系统除油液外可分为________、________、________、________四个部分。
3. 液压传动具有传递功率________，传动平稳性________，能实现过载________易于实现自动化等优点。
但是有泄漏，容易________环境，传动比不________。
4.液压传动中的两个主要性能参数是和，前者的单位是大小取决于，后者决定的大小值。
二、判断题1. 液压传动装置实质上是一种能量转换装置。
( )2. 液压传动以流体为工作介质。
( )3. 液压传动可实现过载保护。
( )三、选择题1. 液压系统的辅助元件是________。
A. 电动机B. 液压泵C. 液压缸或液压马达D. 油箱2. 换向阀属于________。
A. 动力元件B. 执行元件C. 控制元件D. 辅助元件3. 可以将液压能转化为机械能的元件是________。
A. 电动机B. 液压泵C. 液压缸或液压马达D. 液压阀4. 液压传动的特点是________。
A. 可与其他方式联用，但不易自动化B. 不能实现过载保护与保压C. 速度、扭矩、功率均可作无级调节D. 传动准确、效率高四、问答题1. 什么是液压传动？2. 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？3. 绘制液压系统图时，为什么要采用图形符号？4. 简述液压传动的主要优缺点。
第一章流体力学基础一、填空题1. 油液的两个最主要的特性是________和________。
2. 液压传动的两个重要参数是________和________，它们的乘积表示________。
3. 随着温度的升高，液压油的粘度会________，________会增加。
4. 压力的大小决定于________，而流量的大小决定了执行元件的________。
二、判断题1. 作用在活塞上的推力越大，活塞的运动速度就越快。
流体力学习题集答案《流体力学》习题与答案周立强中南大学机电工程学院液压研究所第1章流体力学的基本概念1-1. 是非题(正确的打“√”，错误的打“?”)1. 理想流体就是不考虑粘滞性的、实际不存在的，理想化的流体。
（√）2. 在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。
（√ ）3. 粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。
（√ ）4. 牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。
（ ? ）5. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。
（ ? ）6. 有旋运动就是流体作圆周运动。
（ ? ）7. 温度升高时，空气的粘度减小。
（ ? ）8. 流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。
（ ? ） 9. 平衡流体不能抵抗剪切力。
（√ ） 10. 静止流体不显示粘性。
（√ ）11. 速度梯度实质上是流体的粘性。
（√ ）12. 流体运动的速度梯度是剪切变形角速度。
（√ ） 13. 恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
（ ? ）14. 牛顿内摩擦定律中，粘度系数m 和v 均与压力和温度有关。
（ ? ） 15. 迹线与流线分别是Lagrange 和Euler 几何描述；它们是对同一事物的不同说法；因此迹线就是流线，流线就是迹线。
（ ? ）16. 如果流体的线变形速度θ=θx +θy +θz =0,则流体为不可压缩流体。
（√ ） 17. 如果流体的角变形速度ω=ωx +ωy +ωz =0,则流体为无旋流动。
（√ ） 18. 流体的表面力不仅与作用的表面积的外力有关，而且还与作用面积的大小、体积和密度有关。
（ ? ）19. 对于平衡流体，其表面力就是压强。
（√ ）20. 边界层就是流体的自由表明和容器壁的接触面。
（ ? ）1-2已知作用在单位质量物体上的体积力分布为：x y z f axf b f cz=?=??=?，物体的密度2lx ry nz ρπ=++，坐标量度单位为m ；其中，0a =，0.1b N kg =，()0.5c N kg m =?；52.0l kg m =，0r =，41.0n kg m =。
绪论一、填空题1. ________是液压传动中常用来传递运动和动力的工作介质。
2. 液压传动系统除油液外可分为________、________、________、________四个部分。
3. 液压传动具有传递功率________，传动平稳性________，能实现过载________易于实现自动化等优点。
但是有泄漏，容易________环境，传动比不________。
4.液压传动中的两个主要性能参数是和，前者的单位是大小取决于，后者决定的大小值。
二、判断题1. 液压传动装置实质上是一种能量转换装置。
( )2. 液压传动以流体为工作介质。
( )3. 液压传动可实现过载保护。
( )三、选择题1. 液压系统的辅助元件是________。
A. 电动机B. 液压泵C. 液压缸或液压马达D. 油箱2. 换向阀属于________。
A. 动力元件B. 执行元件C. 控制元件D. 辅助元件3. 可以将液压能转化为机械能的元件是________。
A. 电动机B. 液压泵C. 液压缸或液压马达D. 液压阀4. 液压传动的特点是________。
A. 可与其他方式联用，但不易自动化B. 不能实现过载保护与保压C. 速度、扭矩、功率均可作无级调节D. 传动准确、效率高四、问答题1. 什么是液压传动？2. 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？3. 绘制液压系统图时，为什么要采用图形符号？4. 简述液压传动的主要优缺点。
第一章流体力学基础一、填空题1. 油液的两个最主要的特性是________和________。
2. 液压传动的两个重要参数是________和________，它们的乘积表示________。
3. 随着温度的升高，液压油的粘度会________，________会增加。
4. 压力的大小决定于________，而流量的大小决定了执行元件的________。
二、判断题1. 作用在活塞上的推力越大，活塞的运动速度就越快。
三．分析题第一章液压流体力学基础一．填空题1．液压系统中，当系统压力较高时，往往选用粘度的液压油,因为此时成了值得突出的问题；而当环境温度较高时，宜选用粘度的油。
2．从粘度方面考虑,选用液压油的原则之一:当执行机构运动速度大时，往往选用粘度液压油,因为这时损失成了主要矛盾,而损失(相对而言）成了次要问题。
4．液体动力粘度μ的物理意义是，其常用单位是。
另外运动粘度的含义是，其常用计量单位是 .随着温度的增加,油的粘度。
5．液体作用在曲面上某一方向上的力，等于液体的压力与乘积。
6．液压传动是基于流体力学中的（定律)定理进行工作的。
7．某容积腔中的真空度是0。
55×105Pa，其绝对压力是 Pa,相对压力是 Pa。
（大气压力是P=1。
01×105Pa）8．液体静力学基本方程式为 ,其物理意义是.9．在研究流动液体时，将假设既无粘性又不可压缩的假想液体，称为理想液体。
11．容积泵正常工作时，希望其吸油腔内的真空度，是越小越好，这样才能尽量避免空穴现象。
13．液体在管道中存在两种流动状态，层流时粘性力起主导作用,紊流时惯性力起主导作用,液体的流动状态可用雷诺数来判断。
14．由于流体具有 ,液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由沿程损失和局部压力损失两部分组成.15．在节流元件中，往往都选用作为节流口，主要是因为通过的流量不受的影响.21．一般情况下，当小孔的通流长度L与孔径d之比称此小孔为薄壁小孔，而称L/d 时的小孔为细长小孔，液流流经薄壁小孔主要产生损失,其流量与压差关系的表达式为 ,液流流经细长小孔则只产生损失，其流量与压差关系的表达式为。
22．液流流经薄壁小孔的流量与的一次方成正比，与的1/2次方成正比.通过小孔的流量对不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。
23．通过固定平行平板缝隙的流量与一次方成正比，与的三次方成正比,这说明液压元件内的的大小对其泄漏量的影响非常大。
24．如图，管道输送γ=9000N/m3液体，已知h=15m, A点压力为0。
第二章液压流体力学基础（习题）
一、填空题
1、油液在外力作用下，液层间作相对运动进的产生内摩擦力的性质，叫做
2、液体体积随压力变化而改变。
在一定温度下，每增加一个单位压力，液体体积的相对变化值，称为
3、液压流动中，任意一点上的运动参数不随时间变化的流动状态称为定常流动，又称。
4、伯努利方程是以液体流动过程中的流动参数来表示的一种数学表达式，为即为能量方程。
理想液体的伯努利方程的表达式是 ,实际流体的伯努利方程的表达式是：
5、液体在管道中存在两种流动状态，时粘性力起主导作用，
时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用来判断。
6、在研究流动液体时，把假设既又的液体称为理想流体。
7、由于流体具有，液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由
损失和损失两部分组成。
8、液流流经薄壁小孔的流量与的一次方成正比，与
成正比。
通过小孔的流量对不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。
9、通过固定平行平板缝隙的流量与一次方成正比，与的三次方成正比，这说明液压元件内的的大小对其泄漏量的影响非常大。
10、我国油液牌号是以℃时油液的平均粘度的大小来表示的。
如20号机械油,表示其平均粘度在℃时为。
11、油液粘度因温度升高而,因压力增大而（填升高或降低）
12、动力粘度的物理意义是。
运动粘度的定义是。
二、单项选择题
1、粘度指数高的油，表示该油。
A) 粘度较大；B) 粘度因压力变化而改变较大；
C) 粘度因温度变化而改变较小；D) 粘度因温度变化而改变较大；
E) 能与不同粘度的油液混合的程度。
2、20℃时水的运动粘度为1×10-6㎡/S,密度ρ水=1000㎏/m3;20℃时空气的运动粘度为15×10-6㎡/S，密度ρ空气=1.2㎏/m3；试比较水和空气的粘度：
A) 水的粘性比空气大B) 空气的粘性比水大C)一样大
3、某一液压系统中，在一个大气压时测定油中混入1％体积的空气，当系统压力增加至50×105Pa时，液压油的等效体积弹性模量K将
A)增大；B)减小；C)基本不变。
4、某一液压系统中，在一个大气压时测定油中含有5%的溶解空气，如系统先采用放气和空载循环的方法来排除空气，然后再将压力上升至50×105Pa，液压油的等效体积弹性模量K将。
A)增大；B)减小；C)基本不变。
5、某油液的动力粘度为4.9×109N.s/m2，密度为850kG/m3，求该油液的运动粘度为多少?
A) V=5.765×10-5m2/S B) V=5.981×10-5m2/S
C) V=8.765×10-5m2/S D) V=14.55×10-5m2/S
6、有一液压缸，其缸筒内径d=2×10-2m，柱塞长度l＝8×10-2m，二者的直径间隙d＝15×10-6m，间隙内油的动力粘度u＝3.92×10-2Pa﹒s。
当柱塞与缸筒同心，试计算以v＝1m/s的速度移动时的粘性摩擦力为
A) Fτ=56.32N B) Fτ=16.49N C) Fτ=12.65N D) Fτ=2
6.29N
7、有某段钢管，它的直径d＝40×10-3m，长度l=3m，油液的运动粘度=4×10-6m2/s，油的重度γ＝8820N/m3，流过流量Q＝400L/min。
求流过此段钢管的压力。
A) Δp=1.201×104Pa B) Δp=3.152×103Pa
C) Δp=1.998×104Pa D) Δp=8.210×102Pa
8、图2-1示为一控制滑阀示意图。
当有相同的流量，同一开口量正、反向通过阀芯时, 试求液流对阀芯的轴向作用力。
A) 图(a)和图(b)中液流对阀芯的轴向作用力大小相同方向不同。
B) 图(a)和图(b)中液流对阀芯的轴向作用力大小不同但方向相同。
C) 图(a)和图(b)中液流对阀芯的轴向作用力大小和方向相反。
D) 图(a)和图(b)中液流对阀芯的轴向作用力大小一样大且方向都相同。
9、已知液压泵进口压力p0＝0MPa，出口压力ps＝32MPa，实际输出流量Q＝250L/min，泵输入转矩T1＝1350N.m，输入转速n=1000r/min，容积效率ηv＝0.96。
试求泵的总效率η为：A) η＝89.3% B) η＝94.6%
C) η＝97.8% D) η＝94.3%
10、有某段钢管，它的直径d=40×10-3m，长度l=3m，油液的运动粘度v=4×10-6m2/s，油的重度γ＝8820N/m3，流过流量Q=400L/min。
试求流过此段钢管的压力损失为
A) Δp＝1.998×101pa B) Δp＝1.998×102pa
C) Δp＝1.998×103pa D) Δp＝1.998×104pa
11、在工作的液压系统容易发生气蚀现象。
A)洼地； B）高原； C）平原
12、液压系统利用液压油的来传递动力。
A)位能； B）动能； C）热能； D）压力能
13、选择液压油时，主要考虑油液的。
A)密度； B）颗粒度； C）粘度； D）颜色
14、流量连续性方程是在流体力学中的表达形式，而伯努力方程是在流体力学中的表达形式。
A）能量守恒定律 B）动量定理 C）质量守恒定律 D）其他
15、液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的和小孔前后压力差的成正比。
A）一次方 B）1/2次方 C）二次方 D）三次方
3．流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的和缝隙前后压力差的成正比。
A）一次方 B）1/2次方 C）二次方 D）三次方
三、判断
1、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。
（）
2、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。
（）
3、雷诺数是判断层流和紊流的判据。
（）
4、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。
（）
5、流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加。
（）
6、流体在管道中作稳定流动时，同一时间内流过管道每一截面的质量相等。
（）
四、名词解释：
1、液体静压力基本特性
2、帕斯卡原理（静压传递原理）：
3、系统压力：
4、运动粘度：
5、液动力：
6、层流：
7、紊流：
8、沿程压力损失：
9、局部压力损失：
10、液压卡紧现象：
11、液压冲击
12、气穴现象；气蚀：
五、计算
1、图2-2所示充满油液的柱塞缸，已知d=5cm，D=8cm，H=12cm，柱塞在缸内的长度L=6cm。
油液的体积弹性模量。
现加重物,加重物前缸内压力为，忽略摩擦和缸壁变形，求加重物后，柱塞下降距离是多少。
