1、 26 第二章 液压油液 2.1 什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？并分别述说其粘度单位。 分子间内聚力阻止分子相对运动产生的一种内摩擦力。 表示方法： 1、动力粘度 ，单位 Pa S 2、 运 动粘度 ，单位 m2/s 3、 相对粘度 2.2 机械油的牌号与粘度有什么关系？ 机械油的牌号以 40的运动粘度 (cSt)的平均值来定义 1 cSt= 10 6m2/s 2.3 已知油液的运动粘度 )(cstv 需要求相应的动力粘度 (Pas) ，试导出计算公式。 (Pas) (kg/m3) (cSt) 10 6 2.4 求 20 号机械油 40时的平均动力粘度，用 Pas 及泊 )(2
2、cmsdyn表示。 =900 kg/m3 20 10 6m2/s=0.018 Pas=0.18P (注： dyn=10-5N) 2.5 填空 1) 某液压油的密度 =900kg/m3=900Ns 2/m4= 0.9 dyns 2/cm4=0.910 6kgfs 2/cm4。 （ 1kg=1N/1ms-2）（ 1dyn=10-5N）（ 1N=0.102kgf）（ 1kgf=9.8N） 2) 20#机械油的密度 =900kg/m3，其粘度为 20cst=0.2 cm2/s= 0.018 Pas= 0.18 P=18 cP 2.6 图示液压缸， D=63mm， d=45mm 油的体积弹性模量 k=1
3、.5 109Pa 载荷变化量 F=10000N。 当 1) L=0.4m 时 2) L=1.2m 时 求：在不计缸体变形和泄漏的情况下，由于油液的压缩性，当载荷变27 化时，活塞将产生的位移。 AL LFAL LAAFV VpK / KA LFL )(4/ 22 dDA L=0.4m， L=-1.7mm L=1.2m， L=-5.2mm 负号表示压缩 2.7 油的体积弹性模量 k=1.30 109Pa，装于 L=5m 长的圆管内 (在大气压下 )，管内径 d=20mm，当管内油压升至 p=20MPa 时，试求管内油液的变化容积。 VVpK 324 cmK VpV 2.8 (略 ) 2.9 20
4、时 200ml的蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为 5ls，若 200ml的某液压油在 50时从恩氏粘度计中流尽的时间为 229.5s，试求该液压油的 E50、 v 及 的值，设油的密度为 =900kg/m3。 E50=229.5/51=4.5 =(7.31 -6.31/4.5) 10-6=31.5 10-6 m2/s =900 kg/m3 31.5 10 6m2/s=0.028 Pas LdV 24/28 第三章液压流体力学基础 3.1压力的定义是什么？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？ AFp A lim0绝对压力、相对压力、真空度 工作压力决定于外负载。 3.2
5、 图示为 5 吨液压千斤顶，其活塞直径 D1=34mm， D2=13mm，杠杆长如图所示，问杆端应加多大的力 P，才能起重 5 吨？ 25 750 P W D 2 D 1 h Pa P 0 题 3.2 图题 3.5 图 PPF 3025750 29 2122 44 DWDF P=24kg 3.3 解释如下概念：稳定流动、过流断面、流量、平均流速。 理想流体：无粘性、不可压缩。 稳定流动：流动液体中任何点处压力、速度、密度不随时间变化。 过流断面：流束中与所有流线正交的截面积。 流量：单位时间内流过流束通流截面的液体体积。 平均流速：流量与通流截面面积的比。 3.4 伯努利方程的物理意义是什么？
6、 单位重量液体内的能量守恒，位能压力能动能 Const 3.5 设真空计水柱高 h=4m，求容器 A 内之真空度和绝对压力 pa（注：设容器 A 内之压力为 Pa， P0 为大气压力） 0PhgPa 真空度 M p ahgPaP 0 3 9 2.00 绝对压力 M p ahgPPa 0 6 3 8.00 3.6 如图所示，油泵从油箱中吸油，吸油管直径 d=20mm，泵的流量 q=0.25 10-3m3/s，油液在 50时的运动粘度 v=45cst，泵安装高度 h=1.2m，不计吸油管内损失，问该泵吸油腔的真空度为多少？ smdqv /8.04 2 gvgPgP 22.1 20 MpaPP 01
7、1.00 30 3.7 如图示液压泵，吸油管直径 d=60mm，流量 2.5 10-3m3/s，入口处的真空度为 0.02MPa，油液的密度为 =900kg/m3，局部损失阻力系数 弯头 =0.2，动能修正系数 2=2，可忽略沿程压力损失，求泵的安装高度 h。 h h 泵 P 0 P 1 题 3.6 图题 3.7 图 smdqv /88.04 2 gvgvgPhgP /2202.0 2200 mh 95.1 3.8 图示管路由两根圆管和一段变径管接头连接而成。 d1=200mm， d2=400mm，截面 1 P1=0.07MPa，截面 2 P2=0.04MPa， v2=1m/s，截面 1、 2
8、 间中心高度差为 1m，判断液流方向，并计算两截面间的水头损失。 21 qq smvddv /4221221 whgvgPgvgP 212222211mhw 82.2 由左到右流动。 3.9 水在图示竖管中流动， v1=6m/s， d1=300mm，为使截面 1、 2 的压力读数31 相等，求 d2。 gvgPgvgP 223222211 21 PP 流量相等 222121 vdvd mmd 2352 3.10 有一容器的出水管管径 d=10cm，当龙头关闭时压力计的读数为49000Pa(表压 )。龙头开启时，压力计读数降至 19600Pa(表压 )。如果总能量损失为 4900Pa，试求通过管
9、路的水流流量。 1 2 1m 3m d2 d1 v1 H d p q 图 3.8 图 3.9 图 3.10 ggvgg 490021960049000 2smv /7 smvdq /055.04 32 3.11 如图所示，油管水平放置，截面 1-1、 2-2 处直径为 d1、 d2，液体在管路内作连续流动，若不计管路内能量损失，求： 1) 截面 1-1， 2-2 处哪一点压力高？为什么？ 2) 若管路内通过的流量为 q，试求截面 1-1， 2-2 两处的压力差 P。 gvgPgvgP 22222211 32 0)(2 212221 vvPP P2 压力大 2211 vAvAq )11(2 21
10、22221 AAqPP 3.12 图示三个通道过流断面上的压力和平均流速分别为 P1v1、 P2v2 和 P3v3，忽略液体的重量，用动量方程计算液体作用于三通上的力。 2 2 1 1 p 1 s 1 v 1 p 2 s 2 v 2 p 3 s 3 v 3 F y F 1 F O 题 3-11 图题 3-12 图 11222211 vqvqspspF x )( 3333 vqspF y 321 qqq 332211 vsvsvs )( 2112222211 vsvsspspF x 23333 vsspF y 33 3.13 在图示的阀上，若通过的流量为 q=1.67 10-3m3/s，阀芯直径
11、 d=30mm，开口量 x=2mm，液流流过开口时的角度 =69，问阀芯受的轴向液动力等于多少？ smxdqAqv /864.8 NvqF x 77.4c o s 阀芯所受轴向力为 4.77N，向右 3.14 液体流动时，管路中的压力损失有哪几种？其值与哪些因素有关？ 沿程压力损失，摩擦产生，与阻力系数、流速、密度相关。 2 2vdLP 局部压力损失，管道截面突然变化，液流方向变化，阀口节流。 2 2vP 3.15 阐述层流与紊流的物理现象及其判别方法。 层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，平行于管道轴线。 紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动，还存在着剧烈的横向
12、运动。 用雷诺数判别层流或紊流，小于临界雷诺数 Recr 为层流，大于临界雷诺数Recr为紊流。 3.16 某管道绝对粗糙度为 =0.5mm，管道直径 d=200mm，管长 2000m，如流速为 0.1m/s 输入，运动粘度为 v=1.8cst 的液体，其密度为 =900kg/m3，求沿程压力损失。 56 1011111108.1 2.01.0 dR e 2 0 7 1 1)5.02 0 0(22)(22 7878 dR e 34 0 3 1.0/3 1 6 4.0 25.0 eR aPdlP 1 3 9 52 1.09 0 02.02 0 0 00 3 1.0222 3.17 某液压系统由液
13、压泵至液压马达的管路如图所示。管内径为 16mm，油的密度 =900kg/m3，运动粘度 v=18cst，流速 v=5m/s，管内壁相对粗糙度 /d0.0001， 45弯头局部阻力系数 =0.3， 90 弯头局部阻力系数 =1.12。试求由液压泵至液压马达的全部压力损失。 d x B 1 9 4 0 m m 1 0 0 0 m m 4 6 0 m m 45 M 题 3.13 图题 3.17 图 56 1044441018 016.05 dR e 8 2 0 0 7 0)0 0 0 1.0 1(22)(22 7878 dR e 水力光滑管 0 3 8 6.0/3 1 6 4.0 25.0 eR
14、aMPdlP 09.0221 aMPP 0 1 6.02)(2212 aMPPPP 106.021 3.18 某圆柱形滑阀 (见图 )，已知阀芯直径 d=20mm，进口油压 p1=9.8MPa，35 出口油压 p2=9.5MPa，油液密度 =900kg/m3，通过阀口时的流量系数 c=0.65。求通过阀口的流量。 smppxdCPACq /0 0 2.0)(22 3210 3.19 一柱塞在力 F=50N 作用下移动，将液压缸中的油通过 =0.05mm 的缝隙排到大气中去。设活塞和缸筒处于同心状态，缝隙长 L=70mm，活塞直径 d=20mm，油的粘度 =50 10-3Pas，试确定活塞移动 0.1m 所需的时间。 tldq /4 2 smrrrrrrLpq /1029ln )()(8 3912221224142 st 104 3.20 液压冲击是怎样产生的？有何危害？如何防止？ p 1 p 2 x =2 m m d 题 3.18 图 管道中阀门突然开启或关闭时，管内液体压力发生急剧交替升降的过程为液压冲击。 延长换向时间，降低流速，使用橡胶管、卸荷阀、蓄能器。 第四章液压泵和液压马达 4.1 液压泵完成吸油和排油，必须具备什么条件？ 泵靠密封工作腔的容积变化进行工作，容积增加吸油，容积减小排油。
