第2章液压流体力学基础

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1、安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院液体粘性示意图实验测定指出，液体流动时相邻液层之间的内摩擦力F与液层间的接触面积A和液层间的相对速度du成正比，而与液层间的距离dy成反比，即F=A du/dy 式中：比例常数，称为粘性系数或粘度；du/dy 速度梯度。液体静止时液体静止时,du/dy,du/dy=0=0 静止液体不呈现粘性静止液体不呈现粘性安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院老牌号老牌号20号液压油，指这种油在号液压油，指这种油在50C 时的平均运动粘度为时的平均运动粘度为20 cst。新牌号新牌号LHL32号液压油，指这种油在号液压

2、油，指这种油在40C时的平均运动粘度为时的平均运动粘度为32cst。安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院慢速、高压、高温：慢速、高压、高温：大（以大（以q）快速、低压、低温：快速、低压、低温：小（以小（以P）通常通常 p16MPa时，常用抗磨液压油。时，常用抗磨液压油。安徽工业经济学院1.液体的静压力及其性质2.液体静力学基本方程及其物理意义3.帕斯卡原理4.压力的表示方法及单位5.液体作用在固体壁面上的力安徽工业经济学院1.液体的静压力及其性质静压力：静压力：指静止液体单位面积上所受的法向力，用p表示 （物理学中称压强，液压传动中习

3、惯称压力）p=F/AP 液体的压力；F 作用在液体上的外力；A 外力垂直作用的面积。静压力具有下述两个重要特征：静压力具有下述两个重要特征：(1)液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。(2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。安徽工业经济学院2.液体静力学基本方程及其物理意义安徽工业经济学院2.液体静力学基本方程及其物理意义（1）静止液体中任一点处的压力由两部分 液面压力p0 组成 液体自重所形成的压力gh（2)静止液体内压力沿液深呈线性规律分布（3)离液面深度相同处各点的压力均相等，压力相等的点组成的面叫等压面压力相等的点组成的面叫等压面.安徽工业经济学院3.帕

4、斯卡原理帕斯卡原理：帕斯卡原理：安徽工业经济学院3.帕斯卡原理安徽工业经济学院3.帕斯卡原理安徽工业经济学院4.压力的表示方法及单位绝对压力、相对压力、真空度的关系是：绝对压力绝对压力大气压力+相对压力相对压力相对压力绝对压力-大气压力真空度真空度大气压力-绝对压力 注：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力安徽工业经济学院4.压力的表示方法及单位压力的计量单位：压力的计量单位：1Pa1Nm2（标准单位）1标准大气压1105Nm2=1105Pa1Mp=1106Pa1mH2O(米水柱)=9.8103Nm21mmHg(毫米汞柱)=1.33102Nm2安徽工业经济学院5.液体作用在固体壁面上的力

5、等于液体压力与作用面等于液体压力与作用面积的乘积积的乘积 安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院式中：v管路中液体的平均流速；d圆管内径；液体的运动粘度。判断准则：判断准则：当液体的雷诺数小于其临界雷诺数即ReRec 时，液流为紊流;常见液流管道的临界雷洛数（常见液流管道的临界雷洛数（Rec）安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院伯努利方程的物理意义：伯努利方程的物理意义：单位重量液体的压力能，称为比压能（压力水头）；单位重量液体的动能，又称比动能（速度水头）；单位重量液体的位（

6、势）能，又称比位能（位置水头）；公式说明：公式说明：在密封管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压力能、动能和位能。它们之间可以互相转化，但是液体在管道内任一处，这三种能量的总和是一定的。安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院对于液流通过各种标准液压元件的局部损失，可从产品技术文件中查得额定流量qn 时的压力损失pn，若实际流量与额定流量不一致，可按下式计算：式中 通过该阀的实际流量；通过该阀的额定流量；安徽工业经济学院压力损失绝大部分将转变为热能，造成系统温升、泄漏增加，以致影

7、响系统的工作性能。减小流速、缩短管路长度、减少管道截面的突变和弯头数目、增加管道内壁的光滑程度，都可使压力损失减少，其中以流速的影响为最大，但流速太低会使管道和元件的尺寸增加，从而使成本增加。安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院液体流经薄壁小孔的流量为：式中：C=CvCc，称为小孔流量系数；Cc 称为收缩系数，是收缩断面面积Ac 和孔口断面面积Ax 的比值。C 一般由实验来确定：通常D/d7 时称为完全收缩，这时取C=0.610.62；D/d7时，称不完全收缩，这时取C0.70.8。安徽工业经济学院液体流经细长孔的流量为：结论：结论：q p 反比于反比于 流量和小孔前后的压差流量和

8、小孔前后的压差p 成正比，同时公式中包含了粘成正比，同时公式中包含了粘度度 的因素，因此，流量受油温变化的影响较大。的因素，因此，流量受油温变化的影响较大。安徽工业经济学院mpKAq统一的经过小孔的流量公式：统一的经过小孔的流量公式：式中 A：孔的通流截面积，p:孔前后压差，m：由孔结构形式决定的指数,0.5m1 K：由孔口形式有关的系数;安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院安徽工业经济学院a.定义：在液压系统中，由于某种原因，液体压力在瞬间会突然升高，产生很高的峰值的现象；b.产生的原因：液流通道迅速关闭或液流迅速换向，液流速度的大小或方向突然变化时，由于液流的惯性而引起；运动着的工作部件突然制动或换向时，由工作部件的惯性引起；某些液压元件动作失灵或不灵敏，使系统压力升高而引起。安徽工业经济学院c.液压冲击引起的结果：液压冲击产生的压力峰值往往比正常工作压力高好几倍，常伴有噪声和振动，从而损坏元件、密封、管件等，有时还会引起某些液压元件的误动作。d.减小液压冲击的措施：安徽工业经济学院a.定义：b.产生原因：安徽工业经济学院c.气穴现象引起的结果d.减小气穴的措施