第二版_液压与气压传动课后答案

1第一章习题课2第一章习题课dyduμAFf则动力粘度du/dy/AFμf转矩2DFRFTff[解]依牛顿液体内摩擦定理1-2图1-45所示为一粘度计，若D=100mm，d=98mm，l=200mm，外筒转速n=8r/s时，测得的转矩T=40N·cm，试求其油液的动力粘度。3第一章习题课所以8NN0.10.42D2TFf而220.0628m0.2m0.1ππDlA外筒旋转的线速度为2Dn2ωRυ2.512m/smm/s21008π2υ则有112512ss20.0980.10υdydu故s0.051PasPa25128/0.0628μ4第一章习题课[解]在h处取等压面列静压力方程2d4πGFh)ρg(x则有hρgπdG)4(Fx21-5如图1-48所示，有一直径为d、质量为m的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度x。5第一章习题课[解]两种情况下均为6.37MPad4πFp21-6液压缸直径D=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。如果柱塞上作用着F=50000N的力，不计油液的质量，试求如图1-49所示两种情况下液压缸中压力分别等于多少？6第一章习题课[解]已知：ρ汞=13600kg/m3选择1-1为等压面，列静压力方程有ghρgzρpgzρpBBBAAA汞1-7如图1-50所示容器A中的液体密度ρA=900kg/m3，B中液体密度ρB=1200kg/m3，ZA=200mm，ZB=180mm，h=60mm，U形管中的测压介质为汞，试求A、B之间的压力差。7第一章习题课BAppΔp8350Pa0.2)Pa9000.06136000.18(12009.8)Pazρhρzg(ρAABB汞8第一章习题课1-11如图1-54所示，液压泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q=150L/min，油液的运动粘度v=34x10-6m2/s，油液密度ρ=900kg/m3。吸油管的直径d=60mm，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ζ=0.2，吸油口粗滤网的压力损失⊿p=0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度pb不大于0.04MPa，试求泵的吸油高度H（液面到滤网之间的管路沿程损失可忽略不计）。9第一章习题课0.885m/sm/s0.06π/60101504πd4qAqυ232w222211ah2gυαHρgp2gυαρgp0υ2,αα121网ΔpΔpΔpΔp,ρgΔphζλw[解]取1、2两截面列伯努力方程有层流有156210340.060.885νυdR6e雷诺数（层流）流速10第一章习题课70.5Pa20.8859000.22ρυζΔp22ζ2ρυdHR75Δp2eλ282.05H20.8859000.06H1562752网ΔpΔpΔpυραρgHppζλ222a则真空度=11第一章习题课2.35m)ΔpΔpυρα10(0.04282.05ρg1Hζ2226网依题意，真空度＜0.04MPa，即网ζ222ΔpΔp282.05HυραρgH0.0412第一章习题课1-19如图1-59所示，柱塞直径d=19.9mm，缸套直径D=20mm，长l=70mm，柱塞在力F=40N作用下向下运动，并将油液从缝隙中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度μ=0.784x10-3Pa·s，试求柱塞下落0.1m所需的时间。13第一章习题课[解]缸套中油液的压力2πd4FAFp由于缸套与柱塞间径向间隙很小且同心，故根据同心环形缝隙的流量公式有：03u2πdhΔpl12πdhq因柱塞移动方向与压差方向相反，所以第二项取负号。而,020ud4πAuq0.05mm,2dDhpppΔpa14第一章习题课则有02302u2πdhπd4Fl12πdhud4π即230ld3π2h4dFhum/s104.8m/s0.01990.07100.7843π1020.05419.940100.0532333315第一章习题课柱塞下落0.1m所需的时间20.8ss104.80.1ust3016第一章习题课1-20如图1-60所示，在一直径D=25mm的液压缸中放置着一个具有4条矩形截面（a×b）槽的活塞。液压缸左腔的表压力为p=0.2MPa，右腔直接回油箱。设油的动力粘度μ=0.784×10-3Pa·s，进口处压力损失可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿4条槽泄漏到右腔去的流量，已知槽的尺寸是a=1mm，b=2mm，l=120mm。17第一章习题课[解]矩形截面的水力直径为mm34mm21212ba2abdH长度与水力直径之比为4,904/3120dlH故可视为细长孔。根据流经细长孔液流的流量公式，由液压缸左腔沿4条矩形槽泄漏到右腔去的流量为Δpl128πd4q4H18第一章习题课/sm100.20.1210301281034π4q36343/sm1017.233619第一章习题课[解]已知：283K10)K(273T313K40)K(273T0.8MPap211由等容过程状态方程可得0.72MPaMPa3132830.8TTpp12121-24空气压缩机向容积为40L的气罐充气直至p1=0.8MPa(绝对压力）时停止，此时气罐内温度t1=40°C，又经过若干小时罐内温度降至室温t=10°C，问：①此时罐内表压力为多少？②此时罐内压缩了多少室温为10°C的自由空气？20第一章习题课则表压力为0.62MPa0.1)MPa(0.72p2由等温过程状态方程可得288L40L0.10.72VppV2121则248L40)L(288VVΔV21即罐内压缩了248L室温为10°C的自由空气。21第一章习题课[解]已知1.4k,m1090V293.16K,K20273.16TT,25mmS1MPa,p0.68MPa,p0.25MPa,p331s2s211-25从室温(20°C)时把绝对压力为1MPa的压缩空气通过有效截面为25mm2的阀口，充入容积为90L的气罐中，罐内绝对压力从0.25MPa上升到0.68MPa时，试求充气时间及气罐内的温度t2为多少？当温度降至室温后罐内压力为多少？22第一章习题课先求充气时间常数s3T273.16kSV105.217τ12.95s293.16273.16251.41090105.21733s从0.25MPa充气到1MPa所需的时间为13.4s12.95s1.00.251.285τpp1.285ts123第一章习题课从0.68MPa充气到1MPa所需的时间为7.835s12.95s1.00.681.285τpp1.285ts2从0.25MPa充气到0.68MPa所需的时间为5.565ss7.83513.4ttt21按绝热过程计算充气后罐内温度为357.8KK11.40.680.251293.161.41kpp1kTT211224第一章习题课即C84.6C273.16357.8t2按等容过程计算降至室温后罐内空气压力为0.56MPaMPa357.8293.160.68TTpp232325第一章习题课1-26设空压机站吸入的大气温度t1=20℃,相对湿度φ1=80%，压缩机站经过后冷却器冷却后将p2=0.8MPa（绝对压力），t2=60℃的压缩空气送至贮气罐，然后再经输气管道送至车间使用。由于与外界的热交换，使进入车间的压缩空气温度t3=20℃。设车间平均耗气量为qV=3m3/min（自由空气），试求后冷却器出口压缩空气的相对湿度、贮气罐中压缩空气的露点温度和整个气源系统每小时冷却水析出量。[解]由教材P21表1-15查出。时，，时，0.0199MPapC60t17.3g/md0.0023MPapC20tb223'b1b1126第一章习题课已知：0.8p0.80.1MPap211，，根据教材（1-16）式质量含湿量有b222b22b111b11ppp622ppp622d代入数据得0.01990.80.01990.00230.80.10.00230.822解上式即得后冷却器出口压缩空气的相对湿度73.8%227第一章习题课由于露点为相对湿度φ=100%的温度，由式0.00230.80.10.00230.8p0.8ppppb3b3b111b11解此式得0.0147MPapb3查教材表1-15可得对应的露点温度t=53℃。（用插值法求出）根据教材式（1-18），并代入相应数据得冷却水析出量'b21b222b11'b1zmdTppTppd60qQ2.1kg/h0.01730.00230.80.00230.80.10.01730.8360