P??oil?g?(a0?a)??Hg?g?(h??h)
联立两方程可得a??Hg??h/?oil
2-10 如题图2-8所示，管道输送密度ρ＝900kg/m的液体，已知ｈ＝15m，１处的压力为4.5×105Pa，2处的压力为4×105Pa，试判断管中液流的方向。
3
题 2-8图 22
解：假设也流从1流向2，则：p1+1/2ρv= p2+ρgh2+1/2ρv+pw 由连续性方程可得：qv1=qv2 v1A1= v2A2
所以，p1=p2+pgh2+pw
450000=40000+900*10*15+ pw 所以，pw=-85000pa
所以，流向与假设方向相反，液体由2流向1.
2-11 如题2-9图所示变截面水平圆管，通流截面直径d1=d2/4，在1-1截面处的液体平
3
均流速为8.0m/s、压力为1.0MPa，液体的密度为1000.0kg/m。求2-2截面处的平均流速和压力。(按理想液体考虑)
题2-9图
解:?1A1??2A2
112P??gh????P??gh???22 1112222联立上面两方程得?2?0.5m/s，P2?1.3MPa。
2-12 如题2-10图所示，活塞上作用有外力Ｆ＝3000N，活塞直径Ｄ＝50mm，若使油从液
压缸底部的锐缘孔口流出，设孔口直径ｄ＝10mm，孔口速度系数Cv＝0.97，流量系数
Cq＝0.63，油液的密度ρ＝870kg/m，不计摩擦，试求作用在液压缸缸底壁面上的力。
3
题2-10图 26
解：F在缸体内产生的压力为：p=4F/лD=1.529*10pa 小孔流量为：
0.5-3250.53
qv=CqAT(2Δp/ρ)=0.63*0.25*3.14*(10*10)(2*15.29*10/870)=0.00293m/s
2
活塞速度为：v=4qv/3.14D=1.493m/s 孔口液流速度为:
2
Vd=4qv/3.14d=37.3m/s
若以缸内的液体为控制液体，设作用在液压缸缸底壁面上的力为R，则由动量方程得： F-R=ρqv(v0-v)
R= F-ρqv(v0-v)=3000-870*0.00293 *(37.3-1.493)=2908.72(N)向右
2-13 如题2-12图所示，液压泵输出流量可手动调节，当流量为25.0L/min时，测得阻尼孔前的压力为0.05MPa；若流量为50.0L/min时，阻尼孔前的压力为多大？(提示：阻尼孔分别按细长孔和薄壁孔两种情况考虑，阻尼孔后压力为零)
题2-12图
解：（1）细长孔
?d4??P 由公式qv?128?lq?1P?1 q?2P2代入数据得P2?0.1MPa （2）薄壁孔
由公式qv?CqA2?P?
q?1P?1得 q?2P2P2?0.2MPa
2-14 研究孔口及缝隙的流量特性具有什么意义？
解：在液压系统中，液流流经小孔或缝隙的现象是普遍存在的。例如，液压传动中常利用液体流经阀的小孔或缝隙来控制系统的流量和压力，液压元件的泄漏也属于缝隙流动，因此有必要研究液体流经小孔和缝隙的流量计算。
2-15 管路中的压力损失有哪几种？各受哪些因素影响？ 解：（1）沿程压力损失
液体在直径不变的直通道中流动时因其内摩擦而产生的能量损失，称为沿程压力损失。它主要决定于液体平均流速?、动力粘度?????、通道的长度l和内径d等。
（2）局部压力损失
液体流经管道的弯头、大小管的接头、突变截面、阀口和网孔等局部障碍处时，因液流方向和速度大小发生突度，使液体质点间相互撞击而造成的能量损失，称为局部压力损失。液体流过这些局部障碍处时，流态极为复杂，影响因素较多，一般都依靠实验求得各种类型局部障碍的局部阻力系数，然后再计算局部压力损失?p?。
2-16 液压冲击和空穴现象是如何产生的？有什么危害？如何防止？ 解：一、液压冲击
(1)产生液压冲击的原因
a阀门突然关闭引起液压冲击 若有一较大容腔(如液压缸、蓄能器等)和在另一端装有阀门的管道相通。当阀门开启时，管内液体从阀门流出。当阀门突然关闭时，从阀门处开始液体动能将逐层转化为压力能，相应产生一从阀门向容腔推进的压力冲击波，出现液压冲击。
b运动部件突然制动引起液压冲击 如换向阀突然关闭液压缸的回油通道而使运动部件制动时，这一瞬间运动部件的动能会转化为被封闭油液的压力能，压力急剧上升，出现液压冲击。
c液压系统中元件反应不灵敏造成液压冲击 如系统压力突然升高时，溢流阀不能迅速打开溢流阀口，或限压式变量泵不能及时自动减小输出流量等，都会导致液压冲击。
(2)液压冲击的危害
在液压系统中产生液压冲击时，瞬时压力峰值有时比正常压力要大好几倍，会引起振动和噪声，导致密封装置、管路和液压元件的损坏，甚至还会使某些液压元件(如压力继电器、顺序阀等)产生误动作，从而影响系统正常工作。可见应力求减小液压冲击。
(3)通常可采取下列措施来减少液压冲击：
a延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。可采用换向时间可调的换向阀。实验证明当换向时间大于0.3s时，液压冲击就大大减少。
b限制管路内液体的流速及运动部件的速度。一般在液压系统中将管路流速控制在4.5m／s以内，运动部件的速度一般小于10.0/min，并且当运动部件的质量越大，则其运动速度就应该越小。
c适当增大管径。这样不仅可以降低流速，而且可以减小压力冲击波传播速度。 d尽量缩小管道长度，可以减小压力波的传播时间。
e用橡胶软管或在冲击源处设置畜能器，以吸收冲击的能量；也可以在容易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。 二、空穴现象
（1）产生原因：在液压系统中，如果某处压力低于油液工作温度下的空气分离压时，油液中的空气就会分离出来而形成大量气泡；当压力进一步降低到油液工作温度下的饱和蒸汽压力时，油液会迅速汽化而产生大量汽泡。这些气泡混杂在油液中，产生空穴，使原来充满管道或液压元件中的油液成为不连续状态，这种现象一般称为空穴现象。
空穴现象一般发生在阀口和液压泵的进油口处。油液流过阀口的狭窄通道时，液流速度增大，压力大幅度下降，就可能出现空穴现象。液压泵的安装高度过高，吸油管道内径过小，吸油阻力太大，或液压泵转速过高、吸油不充足等，均可能产生空穴现象。
（2）危害：液压系统中出现空穴现象后，气泡随油液流到高压区时，在高压作用下气泡会迅速破裂，周围液体质点以高速来填补这一空穴，液体质点间高速碰撞而形成局部液压冲击，使局部的压力和温度均急剧升高，产生强烈的振动和噪声。在气泡凝聚处附近的管壁和元件表面，因长期承受液压冲击及高温作用，以及油液中逸出气体的较强腐蚀作用，使管壁和元件表面金属颗粒被剥落，这种因空穴现象而产生的表面腐蚀称为气蚀。故应力求避免空穴现象得产生。
(3)避免措施：
a减小阀孔或其他元件通道前后的压力差。 b降低液压泵的吸油高度，采用内径较大的吸油管，并尽量少用弯头，以减小管路阻力，必要时对大流量泵采用辅助泵供油。
c各元件的连接处要密封可靠，以防止空气进入。 d整个系统管路应尽可能直，避免急弯和局部狭窄等。
e提高元件的抗气蚀能力。对容易产生气蚀的元件，如泵的配油盘等金属材料，增加元件的机械强度。
第三章 液压泵 思考题与习题
3-1 液压泵要完成正常的工作过程，必须具备哪些条件？ 解：（1）具备密封容积； （2）密封容积周期变化； （3）进油口和出油口分开。
3-2 液压泵的工作压力取决于什么?泵的工作压力与公称压力有何关系? 解：液压泵的工作压力取决于负载； 泵的工作压力一般小于公称压力。
3-3 要提高齿轮泵的工作压力需解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？ 解：在液压泵中，运动件间是靠微小间隙密封的。这些微小间隙从运动学上形成摩擦副，而高压腔的油液通过间隙向低压腔泄漏是不可避免的；齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途径泄漏到吸油腔去：一是通过齿轮啮合线处的间隙（齿侧间隙），二是通过体定子环内孔和齿顶间隙的径向间隙（齿顶间隙），三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙（端面间隙）。在
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