流体力学习题及答案

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1、第三章液压流体力学基础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？绝对压力、相对压力、真空度工作压力决定于外负载。3.2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？题3.2图题3.5图P=24kg3.3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

2、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？单位重量液体内的能量守恒，位能＋压力能＋动能＝Const3.5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）真空度绝对压力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？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

3、为ρ=900kg/m3，局部损失阻力系数ξ弯头=0.2，动能修正系数α2=2，可忽略沿程压力损失，求泵的安装高度h。题3.6图题3.7图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1P1=0.07MPa，截面2P2=0.04MPa，v2=1m/s，截面1、2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。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的压力读数相等，求d2。流量相等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49000P

4、a(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，试求通过管路的水流流量。图3.8图3.9图3.103.11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。P2压力大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。题3-11图题3-12图3.13在图示的阀上

5、，若通过的流量为q=1.67×10-3m3/s，阀芯直径d=30mm，开口量x=2mm，液流流过开口时的角度θ=69°，问阀芯受的轴向液动力等于多少？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。局部压力损失，管道截面突然变化，液流方向变化，阀口节流。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运动。用雷诺数判别层流或

6、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Δ=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ρ=900kg/m3，求沿程压力损失。3.17某液压系统由液压泵至液压马达的管路如图所示。管内径为16mm，油的密度ρ=900kg/m3，运动粘度v=18cst，流速v=5m/s，管内壁相对粗糙度Δ/d<0.0001，45°弯头局部阻力系数ξ=0.3，90°弯头局部阻力系数ξ=1.12。试求由液压泵至液压马达的全部压力损失。题3.13图题3.17

7、图水力光滑管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，出口油压p2=9.5MPa，油液密度ρ=900kg/m3，通过阀口时的流量系数c=0.65。求通过阀口的流量。3.19一柱塞在力F=50N作用下移动，将液压缸中的油通过δ=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η=50×10-3Pas，试确定活塞移动0.1m所需的时间。3.20液压冲击是怎样产生的？有何危害？如何防止？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

8、压冲击。延长换向时间，降低流速，使用橡胶管、卸荷阀、