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第5章 压力管路的水力计算
5-1．某水罐1液面高度位于地平面以上z 1＝60m ，通过分支管把水引向高于地
平面z 2＝30m 和z 3＝15m 的水罐2和水罐3，假设l 1=l 2=l 3=2500m, d 1=d 2=d 3=0.5m, 各管的沿程阻力系数均为λ＝0.04。
试求引入每一水罐的流量。
解：取1-1、2-2两液面列伯努利方程：
2121f f h h z z ++=
g
V d L h g
V
d L h f f 222
22222
2
1
1111
λλ==
所以，41.42221=+V V （1） 取1-1、3-3两液面列伯努利方程：
3131f f h h z z ++=
所以，94.22321=+V V （2）
又 ⎩⎨⎧==+=321
321d d d Q Q Q Ö 321V V V += （3）
得 ⎪⎩⎪
⎨⎧===s m V s m V s m V /39.0/28.1/67.13
21 Ö
⎩⎨⎧==s
m Q s
m Q /0765.0/251.03
332
5-2．
水从封闭水箱上部直径d 1=30mm 的孔口流至下部，然后经d 2=20mm 的圆柱行管嘴排向大气中，流动恒定后，水深h 1=2m ，h 2=3m ，水箱上的压力计读数为4.9MPa ，
求流量Q 和下水箱水面上的压强p 2，设为稳定流。
6.01=μ，82.02=μ。
解：经过孔口的流量Q 1
经过管嘴的流量Q 2
因为稳定流，所以Q 1＝Q 2 整理得：Pa p 421034.4×=。
第一章液压传动概述一、填空1、液压系统若能正常工作必须由动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置和工作介质组成。
2、液压系统的两个重要参数是压力、流量 ,它们的特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。
3、液压传动的工作原理是以__油液____作为工作介质，通过__密封容积__ 的变化来传递运动，通过油液内部的__压力 ___来传递动力。
二、判断1.液压传动不易获得很大的力和转矩。
（）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。
( )3.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。
( )4.液压系统故障诊断方便、容易。
（）5.液压传动适宜于远距离传动。
（）6.液压传动装置本质上是一种能量转换装置。
（√）三、单项选择1.液压系统的执行元件是（ C ）。
A．电动机 B.液压泵 C．液压缸或液压马达 D.液压阀2.液压系统中，液压泵属于（ A ）。
A.动力部分B.执行部分 C．控制部分 D.辅助部分3.液压传动的特点有（ B ）A.可与其他传动方式联用，但不易实现远距离操纵和自动控制B.可以在较大的速度范围内实现无级变速C.能迅速转向、变速、传动准确D.体积小、质量小，零部件能自润滑，且维护、保养和排放方便四、问答：1、何谓液压传动？液压传动的原理？它有哪两个工作特性？答：定义：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转换为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行元件，由执行元件驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能。
原理：液压传动的工作原理是以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。
特性：1）液压系统的工作压力取决于负载。
2）液压缸的运动速度取决于流量。
2、液压传动系统有哪几部分组成？说明各部分作用。
答：1）动力装置：液压泵，将机械能转换成液体压力能。
2）执行装置：液压缸或液压马达，将液体压力能转换成机械能。
典型例题及解答第二章 液压油和液压流体力学基础[题目1]在图2-1所示管道中，当油在管道内流动时，用测压计测A 、曰两点间的压力损失hw=1.91m油柱。
A 、B 点间距离l=3m ，d=20mm ，油在管中流速v=1m ／s ，ρ=920kg/m 3。
水银的密度ρ =13600kg ／m 3。
试求在管中油流方向不同时，差压计读数值△h 为多少?图2-1[解答]（1）油流方向从A 一B 列出伯努利方程w B BA Ah gv gp gv gp +++=++212022αραρ得w B A gh gl p p ρρ+=- （1）以水银差压计的0—0为等压面11h g gl p h g p Hg B A ∆++=∆+ρρρ （2）将式2代人式1，得w w Hg gh gl gh gl g h ρρρρρρ=-+=-∆)()(1所以m h h Hg w 139.09201360092091.11=-⨯=-=∆ρρρ（2）油流方向从B 一A 时w ABh gp l g p +=+ρρ)(l h g p p w A B -=-ρ以水银差压计的0—0为等压面22h g gl p h g p B Hg A ∆++=∆+ρρρ得： m h h Hg w 139.09201360092091.12=-⨯=-=∆ρρρ[题目2]某流量Q=16L ／min 的油泵安装在油面以下，如图2-2所示。
设所用油液ρ=917kg ／m3，粘度ν=1lcSt ，管径d=18mm 。
如不考虑油泵的泄漏，且认为油面能相对保持不变(即油箱容积相对较大)。
试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。
图2-2[解答](1)求吸油管内油液的流速vs m dQA Q v /048.1)1018(60/1016442332=⨯⨯⨯===--ππ(2)求吸油管内液流的雷诺数Re）（近似取层流1)(2320171510111018048.12163==<=⨯⨯⨯==--αανvdR e(3)求沿程压力损失△p LpavdL R vdL p eL 6.26912048.1917101810)20200(171575275223222=⨯⨯⨯⨯+⨯=⋅⋅=⋅⋅=∆--ρρλ (4)求油泵人口处的绝对压力p2列出油面I —I 与油泵人口处Ⅱ一Ⅱ两选定断面处的伯努利方程式L h gv gp h gv g p h +++=++2222222111ρρ由于油箱液面为相对静止，故v l =O 。
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（）四部分组成，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／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／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—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／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。
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?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 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。
第五章 势流理论5-1流速为u 0=10m/s 沿正向的均匀流与位于原点的点涡叠加。
已知驻点位于(0，-5)，试求： (1)点涡的强度；(2) (0,5)点的流速以及通过驻点的流线方程。
答：（1）求点涡的强度Γ：设点涡的强度为Γ，则均匀流的速度势和流函数分别为：x u 01=ϕ，y u 01=ψ；点涡的速度势和流函数为：xy arctg πϕ22Γ-=，r y x ln 2)ln(221222ππψΓ=+Γ=； 因此，流动的速度势和流函数为：θπθπϕϕϕ2cos 20021Γ-=Γ-=+=r u x y arctg x u ， r y u y x y u ln 2sin )ln(202122021πθπψψψΓ+=+Γ+=+=；则速度分布为：2202y x yu y x u +⋅Γ+=∂∂=∂∂=πψϕ， 222yx x x y v +⋅Γ=∂∂-=∂∂=πψϕ； 由于)5,0(-为驻点，代入上式第一式中则得到：0)5(052220=-+-⋅Γ+πu ， 整理得到：ππ100100==Γu 。
（2）求)5,0(点的速度：将π100=Γ代入到速度分布中，得到：222222050102100102y x y y x y y x y u u ++=+⋅+=+⋅Γ+=πππ，2222225021002y x x y x x y x x v +=+⋅=+⋅Γ=πππ； 将0=x 、5=y 代入上述速度分布函数，得到：201010505501022=+=+⨯+=u （m/s ），05005022=+⨯=v （m/s ）；（3）求通过)5,0(点的流线方程：由流函数的性质可知，流函数为常数时表示流线方程C =ψ，则流线方程为：C y x y u =+Γ+21220)ln(2π；将0=x 、5=y 代入，得到：5ln 5050)50ln(21005102122+=+⨯+⨯=ππC ；则过该点的流线方程为：5ln 5050)ln(2100102122+=++y x y ππ，整理得到：5ln 55)ln(52122+=++y x y5-2 平面势流由点源和点汇叠加而成，点源位于（-1，0），其流量为θ1=20m 3/s ，点汇位于（2,0）点，其流量为θ2=40m 3/s ，已知流体密度为ρ=1.8kg/m 3，流场中（0，0）点的压力为0，试求点（0,1）和（1,1）的流速和压力。
液压与⽓压传动习题与答案第⼀章绪论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（）四部分组成，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／m3，试回答以下⼏个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／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—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空⽓的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／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。
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?图题２－7第三章液压流体⼒学基础§ 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。
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（）四部分组成，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／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／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—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／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。
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?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 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。
《液压传动与控制》习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前言《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写，于1994年6月由重庆大学出版社出版。
阅历十余年，液压传动的内容发展很快，所以修订后再出版。
为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。
编者2005年月目录绪论 (4)第一章工作介质及液压流体力学基础 (4)第二章液压泵及液压马达 (7)第三章液压缸 (9)第四章控制阀 (10)第五章液压辅件 (13)第六章液压基本回路 (14)第七章典型液压系统分析 (19)第八章液压系统的设计与计算 (20)第九章液压伺服控制系统 (20)第十章液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护 (21)第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)绪论0-1 何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?0-2 结合图0-2所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较，有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。
1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么?1-4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?1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?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? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm 3的液压油，在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ；同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2＝51s 。
该油的恩氏粘度oE 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?解：3511532150==t t E ＝()cst E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-⨯=-=()cp v 19109001012.2136=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ旧牌号 20 ；新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt ，其密度ρ = 900kg ／m 3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解：()cp v 1810900102036=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ由 t t E E v/64.80.8-= 导出 064.80.8=--t t E v E()1626204264.88420202±=⨯-⨯⨯-±=t E 875.21=t E 375.02-=t E（舍去）1-10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。
