流体力学复习资料

《流体力学与流体传动》综合复习资料一、填空题1、在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。2、外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是吸油腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是压油腔。3、控制阀按其用途不同，可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类。4、液体的流态分为层流和紊流，判别流态的依据是雷诺数。5、油液粘度因温度升高而升高，因压力增大而增大。6、气动三联件包括空气减压阀、过滤器和油雾器。7、液压系统中的压力取决于负载，执行元件的运动速度取决于流量。8、外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是吸油腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是压油腔。9、压力控制阀按其用途不同，可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器四种基本形式。10、流体流动时的压力损失可以分为两大类，即沿程压力损失和局部压力损失。11．流体的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的体现。12．顺序阀的出油口与工作回路相连，而溢流阀得出油口直接接油箱。13．单杆双作用活塞缸差动连接时的有效作用面积是活塞杆的横截面的面积14．二通插装阀由插装件、控制盖板、先导控制阀、集成块体四部分组成。二、判断题（√）1、轴向柱塞泵既可以制成定量泵，也可以制成变量量泵。（√）2、减压阀在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通的。（×）3、由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。（×）4、定量泵与变量马达组成的容积调速回路中，其转矩恒定不变。（√）5、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。（×）6、液压缸差动连接时，能比其它连接方式产生更大的推力。（×）7、通过节流阀的流量与节流阀中的通流截面积成正比，与阀两端的压差大小无关。（√）8、减压阀在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通的。（√）9、双作用叶片泵因两个吸油窗和两个压油窗对称分布，转子和轴承所受的径向液压力相平衡。（×）10、定量泵与变量马达组成的容积调速回路中，其转矩恒定不变。（√）11、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。（×）12、液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采用。（√）13、齿轮泵只能用作定量泵。（×）14、双作用式叶片马达与相应的双作用式叶片泵结构完全相同。15．单作用叶片泵的叶片底部总是通高压油。（×）16．压力继电器是将电信号转化成压力信号的信号转换元件。（×）17．在液压滑阀中，如果配合件处于同心位置，将会增大流经缝隙的泄漏。（×）18．液压系统的最高工作压力取决于溢流阀的调定压力。（√）19同步运动分为速度同步和位置同步，位置同步必定速度同步，而速度同步必定位置同步.（√）20．柱塞缸属于单作用式液压缸（×）21．调速阀是由节流阀和定差减压阀并联而成的。（×）22．叶片泵的工作压力总是低于柱塞泵的工作压力。（√）三、选择题1、液压泵将（机械能）转换成（液压能），为系统提供（压力）和（流量）；液压马达将（液压能）转换成（机械能），输出（转矩）和（转速）。--选项有点混乱，填空了A、机械能B、液压能C、转矩D、压力E、角速度F、转矩G、流量2、单作用式叶片泵的转子每转一转，吸油、压油各（A）次。A、1B、2C、3D、43、液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为（C）。A、等于10MPaB、小于10MPaC、大于10MPaD、其他4、在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为（C）。A、层流B、液压冲击C、空穴现象D、紊流5、将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是（A）。A、液压泵B、液压马达C、液压缸D、控制阀6、液压泵进口处的压力称为（D）；泵的实际工作压力称为（A）；泵的连续运转时允许合作的最高工作压力称为（C）；泵短时间内超截所允许的极限压力称为（B）。A、工作压力B、最大压力C、额定压力D、吸入压力。7、液压系统利用液体的（C）来传递动力。A、位能B、动能C、压力能D、热能8、有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（C）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A）。A、5MPaB、10MPaC、15MPaD、0MPa9、在其他结构参数相同且输入液压油的压力和流量不变时，双叶片摆动缸输出的转矩为单叶片缸的（C），而输出的角速度只有单叶片缸的（A）。A、一半B、一倍C、两倍D、四倍10、单作用叶片泵的叶片（B）一定角度。A、前倾；B、后倾；C、不倾斜D、前倾或后倾11．在输入液压油的压力和流量不变时，双叶片摆动缸输出的转矩为单叶片缸的（C），而输出的角速度只有单叶片缸的（A）。A．一半B．一倍C．两倍D．四倍12．三位四通换向阀的中位机能取决于（A）结构。A.阀芯；B.阀体；C.电磁铁；D弹簧四、简答分析题1、试用两个单向顺序阀实现“缸1前进——缸2前进——缸1退回——缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。答：采用单向顺序阀的顺序动作回路如下图所示：1Y得电，缸1和缸2先后前进，2Y得电，缸1和缸2先后退回。为此，1xp调定压力应比缸1工作压力高10%-15%；2xp调定压力应高于缸1返回压力。2、试解释外啮合泵的困油现像，并说明危害。答：外啮合泵是由一对互相啮合的齿轮组成，通过齿轮在旋转时齿的啮合与分离形成容积的变化而吸油和压油。当齿轮啮合后，啮合的两齿间的液压油由于齿的封闭无法排出而形成困油现象。被困住的油会产生高压，对轴产生侧压力，容易使轴弯曲，轴承过早损坏，同时也消耗电机的功率。解决的办法是在齿轮啮合处的侧面向排油腔开一道卸油槽，使困于两齿间的油可以被排出以消出困油现象。3、试分析以下溢流阀起什么作用？答：a）溢流稳压；b）作背压阀；c）作安全阀4、液压泵完成吸油和压油必须具备什么条件？答：（1）必须有一个或几个密封的工作容积，而且工作容积是可变的；（2）工作容积的变化是周期性的，在每个周期内，由小变大时是吸油过程，由大变小时是压油过程；（3）吸压油腔必须分开，互不干扰。5、一夹紧回路如图所示，若溢流阀调定压力为5MPa，减压阀调定压力为2.5MPa。试分析（1）活塞空载运动时A、B两点压力各为多少？（2）工件夹紧活塞停止后，A、B两点压力又各为多少？答：（1）空载，没有压力载荷故0ABpp；（2）加载停止后，左腔压力增大，左边的溢流阀卸载，故5,2.5ABpMpapMpa6、试绘制液控单向阀的职能符号，并描述其工作原理。答：当控制油口K处不通入压力油时，它的工作机能和普通单向阀一样，流体只能从P1口（正向）流向P2口，反向截止。当控制口K处通入压力油时，即可推动控制活塞，将推阀芯顶开，使P1口和P2口接通，这时流体便可在两个方向自由流通。7。双作用叶片泵和单作用叶片泵各自的优缺点是什么？答：单作用叶片泵可以改变流量即变量泵，它只有一个吸油口，一个压油口，转子转动一周，吸、压油一次，定子与转子偏心安装，定子为圆形，可变量，偏心距大小决定变量的大小，压力脉动比双作用的大，存在径向作用力。双作用叶片泵不能改变流量即定量泵，它有两个吸油口，两个压油口，转子转动一周，吸、压油两次，定子与转子同心安装，定子为椭圆形，不可变量，压力脉动小，无径向作用力。8．写出流体体积压缩系数的表达式，并描述其物理意义。答：流体体积压缩系数p，体积的相对变化量-/VVP与的比值极限称为流体体积压缩系数p。/1limppVVdVPVdPm2/N。p与P成反比，压强越高，气体的体积压缩系数越小，压缩越难；压强越低，气体越容易压缩。9．试绘一简明示意图说明齿轮泵径向不平衡力的产生原因与危害。齿轮泵工作时,在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。如上图所示，泵的右侧为吸油腔，左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上，沿着齿顶的泄漏油，具有大小不等的压力，就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高，这个不平衡力就越大，其结果不仅加速了轴承的磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形，造成齿顶和泵体内壁的摩擦等。10．图示系统中，已知两溢流阀单独使用时的调整压力分别为：MPapy61，MPapy32。试分析说明活塞向左和向右运动时，系统最大可能的工作压力是多少？并说明理由。答：不管油缸向左还是向右运动时，系统最大可能的压力都是6Mpa，py2顺序阀根本就打不开，系统压力与它无关。11.如图所示，液压缸A和B并联。若要求A先动作，且速度可调；B缸则在A缸活塞运动到终点后才动作。试问图示回路能否实现要求的顺序动作？为什么？答：不是实现所要求的顺序动作，因为A先动作时为进口节流调速回路，旁路并联的溢流阀为调压溢流阀，阀此时已经打开，所以即使油缸A运动到终点，系统压力也不会再升高，所以B缸前的顺序阀打不开，实现不了顺序动作。五、计算题1、在变量泵－定量马达回路中，已知变量泵转速np＝1500r/min，最大排量Vmax=8ml/r，定量马达排量VM＝10ml/r，安全阀调整压力py=14MPa，设泵和马达的容积效率和机械效率均为0.95，试求（1）马达转速nM=1000r/min时泵的排量；（2）马达负载转矩TM=8Nm时马达的工作压差ΔpM；（3）泵的最大输出功率。解：由题意知，(1)由PpPVMVMMVBMVMMMMVnqqnVVV,得出：11010007.387/;15000.950.95MMpPPVMVVnVmlrn(2)马达转矩2MMMVMPVT，故马达的工作压差52285.288100.95MMMMVTPMpaV，该值在安全阀的调定范围之内，故5.288MPMpa为此时马达的工作压差。（3）泵的最大输出功率即工作压力为安全阀调整压力yp，故泵的最大输出功率：15001480.95266060ypyppPVPpqpVnW2DTpy21py12.已知液压马达的排量VM=250mL/r；入口压力为9.8Mpa；出口压力为0.49Mpa；此时的总效率ηM=0.9；容积效率ηVM=0.92；当输入流量为22L/min时，试求：（1）液压马达的输出转矩(Nm)；（2）液压马达的输出功率(kW)；（3）液压马达的转速(r/min)。解：（1）液压马达的输出转矩:MT=12·ΔMp·MV·ηMm=12×(9.8－0.49)×250×0.9/0.92=362.4N·m（2）液压马达的输出功率:MOP=ΔMp·Mq·ηM/612=(9.8－0.49)×22×0.9/60=3.07kw（3）液压马达的转速:Mn=Mq·ηMV/MV=22×103×0.92/250=80.96r/min3.如图所示，两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，有效作用面积A1=100cm2，A2=80cm2，液压泵的流量qp=0.2X10-3m3/s，P1=0.9Mpa，负载F1=0，不计损失，求液压缸的负载F2及两活塞运动速度V1，V2。解：由题意可得：311140.210/0.02/;10010VqAms422240.028010/0.16/;10010VqAms22111221/;PFAPAPAF因为，已知10;F2112=/1.125paPPAAM；221112.5FPAN所以4.已知液压马达的排量VM=250mL/r；入口压力为9.8Mpa；出口压力为0.49Mpa；此时的总效率ηM=0.9；容积效率ηVM=0.92；当输入流量为22L/min时，试求：（1）液压马达的输出转矩(Nm)；（2）液压马达的输出功率(kW)；（3）液压马达的转速(r/min)。该题和第2题重复，详细解答见第二题。5．由变量泵和定量马达组成的容积调速回路。已知：泵的排量的变化范围为10~50ml/r，转速为1500rpm；液压马达的排量为80ml/r；安全阀的调定压力为10MPa；设泵和马达的容积效率和机械效率都是0.9。试求：1