《液压与气压传动》 第2章

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 。

《液压与气压传动》教材(第3版)习题参考答案第1章习题P4 小节习题：（1）机械能、液压能。

（2）动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件和工作介质。

（3）动力元件。

（4）机械能、机械能。

（5）压力、流量和流动方向。

（6）1．液压传动的优点１）能方便地实现无级调速，且调速范围大。

２）容易实现较大的力和转矩的传递。

液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯性小。

３）液压传动装置工作平稳，反应速度快，换向冲击小，便于实现频繁换向。

４）易于实现过载保护，而且工作油液能实现自行润滑，从而提高元件的使用寿命。

５）操作简单，易于实现自动化。

６）液压元件易于实现标准化、系列化和通用化。

2．液压传动的缺点1）液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比。

2）在工作过程中能量损失较大，传动效率较低。

3）对油温变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。

4）液压传动出现故障时，不易诊断。

P7 小节习题：（1）由于液体内磨擦力的作用，而产生阻止液层间的相对滑动。

（2）动力黏度、运动黏度、相对黏度。

（3）运动黏度，υ，m2/s，mm2/s。

（4）黏度较低。

（5） 40℃运动黏度，mm2/s。

（6）石油型、乳化型和合成型。

（7）水分、空气、微小固体颗粒、胶质状生成物。

（8）a.堵塞过滤器，使液压泵吸油困难，产生噪声，堵塞阀类元件小孔或缝隙，使阀动作失灵。

微小固体颗粒还会加剧零件磨损，擦伤密封件，使泄漏增加。

b.水分和空气混入会降低液压油的润滑能力，加速氧化变质，产生气蚀；还会使液压液压系统出现振动、爬行等现象。

（9）a.严格清洗元件和系统。

b.尽量减少外来污染物。

c.控制液压油的温度。

d.定期检查、清洗和更换滤芯。

e.定期检查和更换液压油。

本章习题1.填空题（1）法向力，N/㎡即pa 。

（2）压力和流量。

（3）绝对压力和相对压力，相对压力。

（4）输入流量。

（5）沿程压力损失和局部压力损失。

（6）功率损失、油液发热、泄漏增加。

液压与气压传动知到章节测试答案智慧树2023年最新青岛恒星科技学院第一章测试1.液压传动的优点不包括（）。

参考答案:不易污染环境2.气压传动的缺点不包括（）。

参考答案:容易造成污染3.液压与气压传动系统的组成中，除了传动介质外还有哪些（）。

参考答案:辅助装置;控制调节装置;动力装置;执行装置4.液压传动能够实现自我润滑，设备使用寿命较长。

（）参考答案:对5.气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低，所以传递动力不大。

（）参考答案:对第二章测试1.液压系统的执行元件是（）。

参考答案:液压缸或液压马达2.液压传动的特点有（）。

参考答案:可以在较大的速度范围内实现无级变速3.活塞（或液压缸）的有效面积一定时，活塞（或液压缸）的运动速度取决于（）。

参考答案:进入液压缸的油液流量4.液压传动系统中的泄漏必然引起能量损失。

（）参考答案:对5.液压传动系统中的液阻的存在，必然引起能量损失。

（）参考答案:对第三章测试1.通常情况下，齿轮泵一般多用于（）。

参考答案:低压2.双作用式叶片泵旋转一周，完成（）吸油和压油。

参考答案:两次3.液压泵的应用可以分为两大类（）。

参考答案:移动设备用液压装置;固定设备用液压装置4.理论流量是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。

（）参考答案:错5.定子与转子偏心安装，改变偏心距值可改变泵的排量，因此径向柱塞泵可做变量泵使用。

（）参考答案:对第四章测试1.能将液压能转换为机械能的液压元件是（）。

参考答案:液压缸2.液压马达通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承。

（）参考答案:对3.液压马达能够正、反转。

（）参考答案:对4.液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用。

（）参考答案:对5.液压缸摆动缸能实现小于360度的往复摆动。

（）参考答案:对第五章测试1.单向阀是控制油液的单向流动方向，接通或关闭油路。

（）参考答案:错2.溢流阀常接在液压泵出油口的管路上，它的进油口的压力就是系统的压力。

第一章绪论1－1液压系统中的压力取决于〔〕，执行元件的运动速度取决于〔〕。

1－2液压传动装置由〔〕、〔〕、〔〕和〔〕四局部组成，其中〔〕和〔〕为能量转换装置。

1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。

小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。

求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。

图题1—3第二章液压油液2－1什么是液体的粘性？2－2粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg ／m 3，试答复以下几个问题：1)30号机油的平均运动粘度为( )m 2／s ；2〕30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s ；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m 2／s ，密度ρ＝1000kg ／m 3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m 2／s ，密度ρ＝1.2kg ／m 3；试比拟水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。

2—6 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。

2—7 图示液压缸直径D=12cm ，活塞直径d＝11.96cm ，活塞宽度L ＝14cm ，间隙中充以动力粘度η=0.065Pa ·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0.5 m ／s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少" 第三章 液压流体力学根底§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F ＝3000 N 。

2.8 思考题与习题答案1. 液压油有哪几种类型？液压油的牌号和粘度有什么关系？如何选用液压油？答：目前液压油主要包括矿物型液压油和难燃型液压油；液压油的粘度等级是以其40℃时运动粘度的中心值来表示的，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40℃时其运动粘度的中心值为32mm 2/s ；选择液压油一般首先选择液压油的品种，然后再选择液压油的粘度。

2. 动力粘度、运动粘度的含义是什么？答：动力粘度是指液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。

液体的动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度。

3. 液压油粘度过高、过低会有什么不良的影响？答：液压油粘度过高对液压装置不利，其本身也会发生化学变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限；过低影响其润滑效果。

4. 什么是压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与外界负载有什么关系？答：静止液体某点处单位面积上所受的法向力称为该点的静压力。

静压力在物理学上称为压强，在液压传动中称为压力。

压力有两种表示方法：一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。

液压系统的工作压力随着外界负载的增大而增大。

5. 连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？答：连续方程的本质是质量守恒。

它的物理意义是在单位时间内流过管中每一截面的液体质量是相等的。

6. 说明伯努利方程的物理意义，并指出理想液体的伯努利方程和实际液体的伯努利方程有什么区别。

答：伯努利方程的物理意义就是能量守恒定律在流体力学中的具体表达式。

理想液体的伯努利方程表示液体在流动时，具有三种形式的能量，分别是动能、势能和压力能。

它们之间可以相互转换，但总和不变。

但实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，会产生摩擦力，消耗能量；同时，管道局部形状和尺寸的变化，会使液流产生扰动，也消耗一部分能量。

因此，实际液体在流动过程中，会产生流量损失。

7. 管路中的压力损失有哪几种？它们有什么区别？答：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压力损失可分为沿程压力损失和局部压力损失。

第一章习题答案1-1 填空题1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。

2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。

3.液压传动系统山（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。

4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。

5. 在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。

6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。

7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。

8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。

1-2 判断题1.液压传动不易获得很大的力和转矩。

(X)2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。

(X)3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。

(✓)4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。

(X)第二章习题答案2-1 填空题1.液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大，液体的可压缩性越（小）。

在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。

2.油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法；计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；l m2/s = (10心厘斯。

3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。

C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。

4.选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。

（选项：成分、密度、粘度、可压缩性）5.当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。