[其它考试]第1章 流体力学基础.doc
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1、第1章 流体力学基础一、选择题1. 油液的粘度增加,会使流动管路的沿程阻力损失( A )。A、增大B、减少C、基本不变D、可能增大也可能减少 2. 流量连续性方程是( C )在流体力学中的表达形式,而伯努利方程是( A )在流体力学中的表达形式。 A.能量守恒定律 B.动量定理C.质量守恒定律 D.帕斯卡原理3按照国家标准代号GBTl40391993,固体颗粒污染等级代号由斜线隔开的两个标号组成:第一个标号表示lmL工作介质中大于( A )的颗粒数,第二个标号表示lmL 工作介质中大于( C )的颗粒数。 A.5m B.10m C.15m D.20m4. 在应用实际流体的伯努利方程时,当流体为
2、层流流动,其动能修正系数a等于( B )。 A.1 B.2 C.05 D.45牌号L-HL-46的国产液压油,数字46表示在( C )下该牌号液压油的运动粘度为46cst。 A.200C B.500C C.400C D.00C6.在密闭容器中,施加于静止液体内任一点的压力能等值地传递到液体中的所有地方,这称为(D)A.能量守恒原理B.动量守恒定律C.质量守恒原理D.帕斯卡原理7.()粘性,()压缩的液体通常被称为理想的液体。(B)A.无,可 B.无,不可 C.有,可 D.有,不可 二、简答题1. 何谓液压冲击?液压冲击的产生原因有哪些?答:在液压系统中,由于某种原因,液体压力在一瞬间会突然升高
3、,产生很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击。液压冲击产生的原因:(1)液流通道迅速关闭或液流迅速换向使液流速度的大小或方向突然变化时,由于液流的惯力引起的液压冲击。(2)运动着的工作部件突然制动或换向时,因工作部件的惯性引起的液压冲击。(3)某些液压元件动作失灵或不灵敏,使系统压力升高而引起的液压冲击。2. 何谓气穴现象?它有哪些危害?通常采取哪些措施防止气穴及气蚀?答:在液压系统中(或液压元件中)因局部压力降低而有气泡形成的现象称为气穴现象。危害:引起气蚀,产生振动噪声;形成气塞破坏系统正常工作。措施:尽力减少油液中空气的含量,防止气体混入系统;防止系统局部压力过低;在易发生气穴部位采用耐蚀
4、材料及保护镀层。3. 液体静压力具有两个基本特性是什么?答:1) 液体静压力始终垂直于作用面,其方向总是指向作用面的内法向。2)在平衡液体中,静止液体内任意点处的压力在各个方向上都相等。4什么叫困油现象?困油现象有哪些危害?有何解决措施?答:为了使齿轮泵的齿轮平稳地啮合运转,吸压油腔密封和均匀、连续供油,时必须使齿轮啮合的重叠系数()。这样,就会出现前一对轮齿尚未脱开啮合前,后一对轮齿又进入啮合,在这两对啮合的轮齿间形成封闭的容积,称之为闭死容积。闭死容积从最大到最小,再到最大,这种现象叫困油现象。为了消除困油现象,可在齿轮泵的侧板上开卸荷槽,一对矩形卸荷槽相对齿轮中心线对称布置,左边矩形卸荷
5、槽与吸油腔相通,右边矩形卸荷槽与压油腔相通。使闭死容积从小到大时,始终与吸油腔相通;使闭死容积从大到小时,始终与压油腔相通。5.什么是油液的粘性?答:液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力,流体的这种特性成为粘性三、计算题1、在圆柱形容器中某可压缩流体,当压力26106N/m2时体积为995106m2,当压力16106N/m2时体积为1000 m2 ,问它的压缩系数为多少?1、答:2、如图所示,用文氏流量计测定水平管中的流量,假定管中液体是水,截面l的直径d1=0.2m,截面2的直径d2=0.1m,而两截面压力差p=p1-p2=13730Pa(假设水理想
6、流体作稳定流动,= 1000kgm3),试确定管中流量q。解:对1-2两截面列写伯努力方程: 假设流体紊流流动,动能修正系数与流量q的关系。流体在1-2两截面的流速与流量q的关系分别为,所以将已知参数代人上式,可求得管中流量: q=0.0425m3/s(2.55m3/min)3、 液压泵的流量qp=510-4m3/s全部经进油管进入液压缸,液压缸的大腔面积A1=2010-4m2,小腔面积A2=1010-4m2,进、回油管直径dl=d2=10mm。试用流量连续性方程求活塞运动速度及进、回油管的流速(不考虑液压缸的泄漏损失及液压油的压缩性)。解:首先对阀芯钢球进行受力分析:作用在钢球下端顶开钢球向
7、上的液压力= p1A。作用在钢球上端向下的力除弹簧力Fk外。还有由压力p2产生的液压力p2A。所以,钢球所受力平衡方程为式中 A是钢球在受力方向(垂直方向)的投影面积(也即阀座孔的面积),即 将相关参数代人力平衡方程可求得 图24结论:当阀芯钢球下端的液压力p1=6.7MPa时,钢球开始被顶开,油液在压力差的作用下由P1口流向P2 口。4、如图所示,作用在活塞上的外力,活塞直径,若使油液从液压缸底部的锐缘孔口流出,孔口直径d =10mm,流量系数油液密度不计摩擦,试求作用在液压缸缸底壁面上的力。解:(1)取缸内液体为控制体,活塞及液压缸缸底壁面对液体的总(轴向)作用力为为液压缸缸底壁面对液体的
8、轴向作用力),则由动量方程得(2)作用在活塞上的外力F使液压缸内油液产生的压力为 流经液压缸底部锐缘孔口的流量:(3)根据流量连续性方程。孔口液流速度:活塞运动速度:(4)将q、v0、v代入动量方程,可求得液压缸底部对油液的作用力:根据牛顿第三定律,液体作用在缸底壁面的力(方向向右)5、有两薄壁小孔并联在执行元件的回油路上(其出口压力为大气压),其通流面积分别为和。设油液密度流量系数已知总流量,试求小孔的进口压力及两孔的流量。解:由于两薄壁小孔并联在执行元件的回油路上,出口压力均为零(表压),因此两孔的前后压力差相同,等于进口压力。根据薄壁小孔的压力流量公式及流量连续性方程,有 将上式联立求解
9、得 所以,流经小孔2的流量:流经小孔l的流量:小孔的进口压力:第二章 绪论一、选择题1. 液压传动的工作原理是基于( D )。 A.能量守恒定律 B.动量定理 C.质量守恒定律 D.帕斯卡原理2. 液压传动是利用液体的( B )进行能量传递、转换和控制的一种传动形式。 A.位能 B.压力能 C.动能 D.热能3. 液压的(A)具有明确的物理意义,它表示了液体在以单位速度梯度流动时,单位面积上的内摩擦力。A.动力粘度 B.恩氏度 C.巴氏度 D.赛氏秒4、流量连续性方程是(C )在流体力学中的表达形式,而伯努力方程是(A )在流体力学中的表达形式。 (A)能量守恒定律 (B)动量定理 (C)质量
10、守恒定律 (D)其他 5、液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的( A)和小孔前后压力差的( B )成正比。 (A)一次方 (B)1/2次方 (C)二次方 (D)三次方 二、写出名称 O型机能三位四通电液换向阀两位三通电磁换向阀柱塞式液压缸调速阀双向变量液压马达O型机能三位四通手动换向阀双液控单向阀单向节流阀压力继电器三、名词解释1 帕斯卡原理(静压传递原理): 在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。 2 运动粘度 :动力粘度和该液体密度之比值。3 液动力:流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力 4 层流 :粘性力起主导作用,液体质点受粘性的约束,不能随意运动,层次
11、分明的流动状态。 5 紊流 : 惯性力起主导作用,高速流动时液体质点间的粘性不再约束质点,完全紊乱的流动状态 。 6 沿程压力损失 : 液体在管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。 7 局部压力损失 :液体流经管道的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时,液体流速的大小和方向急剧发生变化,产生漩涡并出现强烈的紊动现象,由此造成的压力损失。 8 液压卡紧现象 : 当液体流经圆锥环形间隙时,若阀芯在阀体孔内出现偏心,阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。当液压侧向力足够大时,阀芯将紧贴在阀孔壁面上,产生卡紧现象 9. 液压冲击 :在液压系统中,因某些原因液体压力在一瞬间突然升高,产生很高的压力峰值,这种
12、现象称为液压冲击 四、简答题1. 简述在液力传动中存在哪些能量损失?答案:沿程压力损失、局部压力损失2. 液压油黏度的选择与系统工作压力,环境温度及工作部件的运动速度有何关系?答案:系统工作压力越大选取的液压油黏度越大,环境温度越高选取的液压油黏度越大,液压油黏度越大则工作部件的运动速度越低。3. 试述液压传动的定义。答案液压是借助于密封容积的变化,利用液体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的4. 液压传动系统由哪几部分组成部分?各组成部分的作用是什么?液压传动系统主要有以下五部分组成: 动力元件:液压泵,其功能是将原动机输入的机械能转换成液体的压力能,为系统提供动力。 执行元件:液压缸、液
13、压马达,它们的功能是将流体的压力能转换成机械能,输出力和速度(或转矩和转速),以带动负载进行直线运动或旋转运动。 控制元件:压力、流量和方向控制阀,它们的作用是控制和调节系统中液体的压力、流量和流动方向,以保证执行元件达到所要求的输出力(或力矩)、运动速度和运动方向。 辅助元件:保证系统正常工作所需要的辅助装置,包括管道、管接头、油箱、过滤器和压力计等。工作介质:用以传递动力并起润滑作用。5. 简述液压传动的优点。液压传动的主要优点:在输出相同功率的条件下,液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达100:1,甚至
14、高达2000:1。传动无间隙,运动平稳,能快速启动、制动和频繁换向。操作简单,易于实现自动化,特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。易于实现过载保护,安全性好;采用矿物油作工作介质,滋润滑性好,故使用寿命长。液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。6. 简述液压冲击产生的原因。在液压系统中,因某些原因液体压力在一瞬间突然升高,产生很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击第3章 液压泵与液压马达一、判断题1. 液压马达的实际输入流量大于理论流量( )2. 不考虑泄漏的情况下,根据液压泵的几何尺寸计算而得到的流
15、量称为理论流量()3. 液压泵自吸能力的实质是由于泵的吸油腔形成局部真空,油箱中的油在大气压作用下流入油腔()4. 为了提高泵的自吸能力,应使泵的吸油口的真空度尽可能大()5. 双作用叶片泵可以做成变量泵()6. 齿轮泵的吸油口制造比压油口大,是为了减小径向不平衡力()7. 柱塞泵的柱塞为奇数时,其流量脉动率比偶数时要小()8. 限压式变量泵主要依靠泵出口压力变化来改变泵的流量()9. 齿轮泵、叶片泵和柱塞泵相比较,柱塞泵最高压力最大,齿轮泵容积效率最低,双作用叶片泵噪音最小 ()10. 从能量转换的观点来看,液压马达与液压泵是可逆工作的液压元件,所以在实际应用中,同类型的液压泵都可以直接作液
16、压马达用。 ()二、选择题1. 叶片泵和马达工作时,如突然发生一片叶子卡在转子叶片槽内而不能外伸的故障,试分析他们的工作状况将分别发生什么变化:对于叶片泵,转子转速_,输出压力_,输出流量_;对于叶片马达,转子转速_,输出转矩_,输出流量 _.A降低为零 B呈不稳定波动 C保持不变2. 某液压泵不直接从液面为大气压的油箱中吸油,而是采用压力为 P2的辅助低压系统向该泵供油。假设泵转速、效率及外负载均不变,试分析下列参数如何变化;泵的输出压力( )泵的输出流量( )泵的输出功率( )A 增大 B减小 C不变3. 齿轮泵压力提高的主要影响因素 _A 流量脉动 B困油现象 C泄漏 D径向不平衡力4.
17、 叶片泵的叶片数量增多后,双作用式叶片泵输出流量_-,单作用式叶片泵输出流量_A增大 B减小 C不变5. 图中1曲线是限压式变量叶片泵未调整时的特性曲线,2曲线是调整过的特性曲线。由1曲线调到2曲线是经过( )的调整得到的。 A.调节压力调节螺钉和增大调节压力的弹簧刚度; B.调节最大流量调节螺钉和压力调节螺钉; C.调节最大流量调节螺钉和改变调节压力的弹簧刚度; D.调节压力调节螺钉和减小调节压力的弹簧刚度。6. 在工作中,液压马达的容积效率的大小受( )的影响最大。 A、马达的理论流量 B、马达的实际流量 C、马达的工作压力 D、马达的排量7. 当负载变化时泵的下列指标中哪些变化( )。(
18、A)额定压力 (B)工作压力 (C)最大压力 (D)吸入压力8. 高压系统宜采用( )泵。(A)外啮合齿轮 (B)轴向柱塞 (C)叶片 (D)内啮合齿轮三、名词解释1、气穴现象;气蚀 2、排量 3、自吸泵 4、变量泵 5、恒功率变量泵 6、 困油现象 四、简答题1. 以齿轮泵为例,说明什么是困油现象?有何危害?如何消除?2. 液压泵的工作压力取决于什么?工作压力与额定压力有何关系?3. 柱塞泵的额定工作压力一般都比齿轮泵和叶片泵高,这是为什么?4. 齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?为减小径向力应采取哪些措施?5. 如何理解“液压泵的压力升高会使流量减少”的说法?6. 先导式溢流阀中的阻尼小孔
19、起什么作用?是否可以将阻尼小孔加大或堵塞。7. 液压泵工作的基本条件是什么?液压泵在液压系统中的工作压力决定于什么?五、计算题1. 已知液压泵转速为1000r/min,排量为160ml/r,额定压力为30MPa,实际输出流量为150L/min,泵的总效率为0.87,求:1)泵的理论流量;2)泵的容积效率和机械效率;3)驱动液压泵所需的电动机功率。2. 某轴向柱塞泵直径d=22mm,分度圆直径D = 68mm,柱塞数z =7,当斜盘倾角为= 2230,转速n=960r/min,输出压力p=10MPa,容积效率v=0.95,机械效率M=0.9时,试求: 1) 泵的理论流量;(m3/s) 2) 泵的
20、实际流量;(m3/s) 3) 所需电机功率。(kW)3. 有一径向柱塞液压马达,其平均输出扭矩T=24.5Nm,工作压力p=5MPa,最小转速nmin=2 r/min,最大转速nmax=300 r/min,容积效率v=0.9,求所需的最小流量和最大流量为多少?(m3/s) 4. 有一齿轮泵,铭牌上注明额定压力为10MPa,额定流量为16L/min ,额定转速为1000r/m,拆开实测齿数z=12,齿宽B=26mm,齿顶圆直径De45mm,求:1)泵在额定工况下的容积效率v(%); 2)在上述情况下,当电机的输出功率为3.1kW时,求泵的机械效率m和总效率(%)。 第3章 答案一、判断题1、 2
21、、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、二、选择题1、C B B C B C 2、C C C 3、C 4、A B 5、C 6、B 7、B 8、B三、名词解释1、在液压系统中,若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时,原先溶解在液体中的空气就分离出来,使液体中迅速出现大量气泡,这种现象叫做气穴现象。当气泡随着液流进入高压时,在高压作用下迅速破裂或急剧缩小,又凝结成液体,原来气泡所占据的空间形成了局部真空,周围液体质点以极高速度填补这一空间,质点间相互碰撞而产生局部高压,形成压力冲击。如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上,使金属表面产生腐蚀。这种因空穴产生的腐蚀称为气蚀
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