第一章 流体力学基础课件.pptVIP

第一章 流体力学基础 本章重点 第七节 孔口流动 二、短孔和细长孔 短孔是指小孔的长度和直径之比0.5 l/d?4的孔。流量： 当孔的长度和直径之比l/d ＞4时，称为细长孔。流经细长孔的液流一般都是层流，所以细长孔的流量公式可以应用前面推导的圆管层流流量公式。 第七节 孔口流动 例1－11试分别推导图1－32和图l－33所示的流经滑阀和锥阀阀口的流量公式。 第八节 缝隙流动 一、平行平板缝隙 整理后，并代入 对上式积分两次得： 边界条件;y=0处，u=0；y=h处，u=u0。此外，液流作层流时p只是x的线形函数： 第八节 缝隙流动 通过平行平板缝隙的流量为: 讨论u0=0；?p=0时q的状态 二、环形缝隙 第八节 缝隙流动 （一）流经同心环形缝隙的流量 当缝隙h较小时，可将环形缝隙沿圆周方向展开，把它近似地看作是平行平板缝隙间的流动。 当缝隙较大时（见图l－37b），必须精确计算，经推导其流量公式为 第八节 缝隙流动 （二）流经偏心环形缝隙的流量 （三）流经偏心圆环平面缝隙的流量 第八节 缝隙流动 （三）流经圆环平面缝隙的流量 设圆环的大、小半径为r2。和r1，它与平面间的缝隙值为h，则由式（l－111），并令u0=0，可得在半径为r、离下平面z处的径向速度为 流过的流量为 即 积分得： 当r=r2，p=p2，求出C，代入上式得 第八节 缝隙流动 当r=r1，p=p1，求得圆环平面缝隙的流量公式为 第九节 液压冲击与气穴现象 一、液压冲击 在液压系统中，当突然关闭或开启液流通道时，在通道内液体压力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。出现液压冲击时，液体中的瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍，它不仅会损坏密封装置、管道和液压元件，而且还会引起振动和噪声；有时使某些压力控制的液压元件产生误动作，造成事故。 （一）管内液流速度突变引起的液压冲击 冲击波在管内的传播速度： 第九节 液压冲击与气穴现象 压力冲击波在管道中液压液内的传播速度c一般在890～1420m/s范围内。 一般，依阀门关闭时间常把液压冲击分为两种： 当阀门关闭时间t＜tc=2l/c时，称为直接液压冲击（又称完全冲击）。 当阀门关闭时间ttc=2l/c时，称为间接液压冲击（又称不完全冲击）。 此时压力升高值比直接冲击时小，它可近似地按下式计算： 管道中液压值 （二）运动部件制动引起的液压冲击 第九节 液压冲击与气穴现象 （三）减小液压冲击的措施 针对上述各式中影响冲击压力的因素，可采取以下措施来减小液压冲击： 1）适当加大管径，限制管道流速 ，一般在液压系统中把流速控制在 4.5m/s以内，使最大压力不超过5MPa就可以认为是安全的。 2）正确设计阀口或设置制动装置，使运动部件制动时速度变化比较均匀。 3）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。 4）尽可能缩短管长，以减小压力冲击波的传播时间，变直接冲击为间接冲击。 5）在容易发生液压冲击的部位采用橡胶软管或设置蓄能器，以吸收冲击压力；也可以在这些部位安装安全阀，以限制压力升高。 二、气穴现象 在液压系统中，当流动液体某处的压力低于空气分高压时，原先溶解在液体中的空气就会游离出来，使液体中产生大量气泡，这种现象称为气穴现象。气穴现象使液压装置产生噪声和振动，使金属表面受到腐蚀。为了说明气穴现象的机理，必须先介绍一下液体的空气分离压和饱和蒸气压。 第九节 液压冲击与气穴现象 （一）空气分离压和饱和蒸气压 在一定温度下，当液体压力低于某值时，溶解在液体中的空气将会突然地迅速从液体中分离出来，产生大量气泡，这个压力称为液体在该温度下的空气分离压。有气泡的液体其体积模量将明显减小。气泡越多，液体的体积模量越小。 当液体在某一温度下其压力继续下降而低于一定数值时，液体本身便迅速汽化，产生大量蒸气，这时的压力称为液体在该温度下的饱和蒸气压。一般说来，液体的饱和蒸气压比空气分离压要小得多。 第九节 液压冲击与气穴现象 第九节 液压冲击与气穴现象 （二）节流孔口的气穴 （三）减小气穴的措施 在液压系统中，哪里压力低于空气分离压，那里就会产生气穴现象。为了防止气穴现象的发生，最根本的一条是避免液压系统中的压力过分降低，具体措施有： l）减小阀孔口前后的压差，一般希望其压力比p1/p2＜3.5。 2）正确设计和使用液压泵站。 3）液压系统各元部的联接处要密封可靠，严防空气侵入。 4）采用抗腐蚀能力强的金属材料，提高零件的机械强度，减小零件表面粗糙度。 第十节 穿透多孔物质的液流 在液