液压与气动技术课后习题答案张利平Word文件下载.docx
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2-8说明伯努利方程的物理意义?
并指出理想伯努利方程和实际液体
的伯努利方程的区别?
伯努利方程方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。
理
想液体的伯努利方程的物理意义在于:
在管内做定常流动的理想液体的总比能由三中形式的能量组成:
比位能、比压能和比动能。
在任何一个通流截面上三者之和为一定值,三者可以相互转换,即能量守恒。
Pl
2
Vi
P2
V2
Zi
Z2
g
2g
实际液体由于存在着粘性,其粘性力在起作用,并表示为对液体流动的阻力,实际液体的流动要克服这些阻力,表示为机械能的消耗和损失,因此,当液体流动时,液流的总能量或总比能在不断地减少。
理想伯努利方程中的流速采用平均流速代替实际流速因此在实际液体的伯努利方程中引入了动能修正系数。
2iVi2g"
hw
2-9在应用伯努利方程时,压力取绝对压力还是相对压力,为什么?
采用绝对压力或相对压力都可以
相对压力=绝对压力Pi—大气压力Pa
用绝对压力表示
Z1
PiVi
g2g
P2V2
用相对压力表示
PiPaVi
P2PaV2
因为大气压力Pa恒定上面的两个式子是等效的。
为了简化计算常采用相对
压力进行计算,无论采用那种压力进行计算都要保证两个截面压力的表示方法
2—i3
ti
t2
229.5
5i
4.5
7.3iE
6.3i
E
62
iOm/s
734.5翠i06m2/s
3i.5i0m/s
由/得到
单位换算ikg/m3i(m2/s)
362
900(kg/m)3i.5iO(m/s)
iNs/m2
0.028Ns/m0.028Pas
ikgikggiNmsmsgmsm/s2
取距A点距离为ZA勺平面为基准平面
根据题意则:
PaagZaPb
BgZBCgh
PA9009.8
20
102
PB12009.8
18102
136009.8
10
PAPB8349.6pa
g取10时PAPB8520pa
2-17
列在水平方向上球阀受力平衡式
P1
Fs
x°
P2(孚
P2半Fs
d12
6
60.510
431.97N
kx0
Fs431.97
3.1415
43.2mm
101032
2-18
选取水箱的液面为基准面,取水箱液面1和出水口中心2做通流截面进行分析。
则1截面的Z仁0,2截面的Z2=-40,
又出水口的截面积远小于水箱的液面面积,故v1v<
v2v仁0
截面1、2与大气相同,其压力P1=P2=Pa
根据上述条件列伯努利方程:
V1
Pa
40
4029.828m/s
出水口流量
d2
qv2A2v2——
4
28
32
5010一0.055m3/s
根据连续性方程:
Ve
V2A?
VEAE
V2A2
AE
V2^
de
50
7m/s
100
取E处和出水口处截面做研究对象列伯努利方程
Ze
PeVe
10Z2
40取相对压力p20
-10
Pe
10009.8
72
29.8
-40
282
Pe73500pa(表压)
2-19
ReVdH
Re
V
dH
4A/x
d2/d
d
qVA"
7
23003.140.210450103
33
1.80510m/s
3
q1.80510
1000
60108.3L/min
2-20根据伯努利方程
真空度由三部分组成,势能、动能
压力能损失。
4q
gh
900
9009.8旦0
3528324.56469.6
128
Iq
d4
425103/60
3.14252106
4322pa
12890030
244003
10210425103/60
1000
2541012
3.14
2-21
油管左侧压力
ppagh0.098
管道中的压力损失
9009.8
70
0.1042Mpa
q128
pd"
d7
16
1012890020
601003.141.8410
10200
8
p3727pa0.003727Mpa
泵入口压力
p入0.10420.0037270.1005Mpa0.1Mpa
2-22
解:
作用于液压缸无杆腔活塞上的压力
qA1CdA12pA1
0.60.0210
421.6106
7.16105m3/s
F161000
PaA100104
1.6106pa1.6Mpa
节流阀1进出口的压差为
Pa1
pPa3.21.6
1.6Mpa
节流阀2进出口的压差为
pA2
pA01.60
根据薄壁小孔的计算公式计算流经节流阀A1、A2的流量
qA2
2PA2
CdA1
0.60.0110
\900
3.58105m3/s
液压缸的流量
qA
qA1qA2
7.161053.58
活塞的速度
Va
Qa
A
3.58105
10010
3.5810m/s0.358cm/s
电机输入功率p
Po
22.96
0.9
25.51KW
3-14
实际流量qqtVVnV14501000.95137750ml/min
137750
qml/s2295.83ml/s2.229610m/s
60
泵的输出功率Po
pq101062.29610322.96103W22.96KW
qt
Vn
950168159600ml/min
159.6L/min
泵的容积效率为
q150
qt159.6
0.94
机械效率
0.87
0.925
电机的功率
63
P凹29・5101501084.77103W
84.77KW
驱动的转矩
pq
pVn2nTt
2nmT
4-5
解:
pV
2m
9550P
n
29.5106
168106
20.925
852.7Nm
955084.77
950
852.2Nm
液压马达的输出转速为:
qV0.85100.95
106
8.075r/s8.075
60r/min484.5r/min
输出的转矩
T型
1m
输出的功率
(10
0.5)106
100106
0.85
128.5Nm
P
Pq
0.5)100.85100.850.956520W6.52KW
输入功率
(100.5)
106
0.85103
8074W
8.075KW
4-7
输出的转矩为
:
Zb2
T
D2
P2m
2100
2亠2—
6,尺
200
4010
01015360Nm
输出的角速度为:
8qv
ZbD2d2
86310:
261.094rad/s
6021001032002402106
4-12
根据缸的受力列平衡方程式(Fl=F2)
PlA1p2A2
Fi
p2A1F2
piA1p2A2
P2A1|「P2
P1A1
A1
F1F2
F1
P2A1
A1A2
°
.9106°
.01°
.015000N
0.010.008
H0.02m/s
0.01
v1A20.020.008
0.016m/s
P1A1
A2
根据缸的受力列平衡方程式(F1=0)
p1A1p2A2
F2p2A1
P1AA
0.91060.010.01
0.008
11250N
根据缸的受力列平衡方程式(F2=0)
p1A1F1
F1p1A10.9100.019000N
5-18
2YA
1YA
+
—
系统压力
PB
PC
5-19①8Mpa;
②6Mpa4Mpa2Mpa
5-20
电
——
磁
铁
3YA
排油压力
12
5-21
1、泵的出口压力等于溢流阀的调定压力时,夹紧缸使工件夹紧AC点的
压力?
PB大于减压阀的调定压力因此PAPC处的压力等于减压阀的调定压力。
PA=PC=2.5MPa
2、当泵的出口压力由于工作缸快进压力做空载运动时A、B、C三点压力?
PB」、于减压阀的调定压力因此PA处的压力等于P0!
力。
PB=PA=1.5MPa由于单向阀的存在PA压力降低单向阀关闭PC呆持原2.5MPa不变,PC=2.5MPa3、夹紧缸夹紧工件前的空载运动时A、BCE点压力?
由于负载=0所以PA=PB=PC=OMPa
5-22
1、液压缸活塞运动负载压力PL=4MP时A、B两点的压力?
PA=PB=PL=4MPa
2、负载压力为PL=1MP时A、B两点的压力?
PB=PL=1MpaP顺序阀的开启压力PA=3MPa
3、活塞运动到终点时,AB两点的压力?
PA=PB|于溢流阀的调定压力PA=PB=5MPa
7-7
对于进油节流调速回路
qi
CdAt
Cdat
F
2PpA
22.4i06i0i0
0.62
0.08i0
870
3.527i04
0.05
43
3.527i0m/s
7.05
i03m/s
qp
i.0i03
3.527
44
i046.473i04m/s
Pp
Pi
PpQpPiqi
2.4
i06
i.0
i03
i0i03.527i042.33i03W2.33KW
pPqP
i0
i04
2.4i06i.0i03
2.975%
对于并联节流调速回路
CdAT
q1
1.0
103
0.0810
'
210103
4A0.05
\870
0.8936103m3/s
0.893610
17.8710m/s
对于并联节流调速回路无溢流损失,溢流量二0
PPppPpqppg
pgppg
1010
10.8936
P21.28W
ppqp
pgqpgpqp
1.010
89.36%
7-9
左位PA=PB=6MPaPC=6MP不考虑泄露)
右位PA=PB=4.5MPaPC=0MPa
7-10
1200
15104
800000Pa0.8MPa
活塞运动时
系统压力取决于负载
FB=P=Pd=0.8MPa
运动到终端位置时
负载压力可视为无穷大
此时Pb取决于溢流阀的调定压力PB=4.5MPa
Pd取决于减压阀Ri的调定压力Pd=3.5MPa
Pc取决于减压阀P2的调定压力Pc=2MPa
7-14
上图的液压系统由单向变量泵,单向阀1、液控单向阀1、2调速阀1、2三位四通阀二位三通阀1、2液压缸组成。
工作原理:
液压缸快进:
当三位四通电磁阀1YA寻电二位三通阀13YA得电时形成差动快进液压回路,液压油经变量泵、单向阀1、三位四通阀左位进入液压缸无杆腔,回油经液压缸有杆腔、液控单向阀1、三位四通阀左位流入液压缸左腔。
从而使液压缸活塞快速右移。
工进1:
需要工进1时,1YAI电,3YA断电4YA得电液压油经变量泵、单向阀1、三位四通阀左位进入液压缸无杆腔,回油经液压缸有杆腔、调速阀1、液控单向阀2流回油箱。
此时工进1的速度取决于调速阀1阀口的开度。
工进2:
需要工进2时,1YA得电,3YA断电4YA断电液压油经变量泵、单向阀
1、三位四通阀左位进入液压缸无杆腔,回油经液压缸有杆腔、调速阀1、调速阀2流回油箱。
此时工进2的速度取决于调速阀1和调速阀2阀口的开度。
工进1、2调速回路属于回油节流调速回路。
快退:
2YA#电,液压油经变量泵、单向阀1、三位四通阀右位、液控单
向阀1进入液压缸有杆腔,回油经液压缸无杆腔流回油箱。
停止:
所有电磁铁均断电,变量泵压力升高,无流量输出。
单向阀1防止系统压力升高对变量泵造成冲击。
动作顺序表
4YA
快进
一
工进1
工进2
快退
+—
停止
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