液压流体力学基础02.pptVIP

本堂内容小结 １、 气穴产生的部位： （１）液压泵的空穴现象 ： （２）节流口处的空穴现象。 液压泵吸油管直径太小，或吸油阻力太大，或液压泵转速过高。由于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象，形成气泡。 ２、气穴系数： 据气穴产生机理，通常是用节流气穴系数来描述节流气穴发生的程度，即 式中，p0为节流孔下游压力，即节流流动的最低压力；v0为节流下游的流速，即流经节流孔后收缩喉部位处流速；pv为油液空气分离压力。 节流孔前后的节流压力之差为： 节流气穴系数可表示为 由于pv与p0和p1相比小的很多，因此上式可化为 据文献可知，当 0.4时，油液不产生气穴；当　 0.4时，油液产生气穴，且越小，则气穴产生越严重。令＝0.4，可得气穴产生的临界压力之比为 ３、空穴的危害： 气蚀：这些气泡随着液流流到下游压力较高的部位时，会因承受不了高压而破灭，产生局部的液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属表面上的气泡破灭时，它所产生的局部高温（766°,993°,1149°)和高压(几百MPa)，会使金属剥落，使表面烧伤、粗糙或出现海绵状的小洞穴。这种固体壁面的腐蚀、剥蚀的现象称为气蚀。 减小空穴现象的措施 （1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后压力比小于3.5。 （2）正确设计液压泵的结构参数，适当加大吸油管内径。 （3）提高零件的抗气蚀能力，增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度等。 * 山东理工大学 交通与车辆学院 */38 《液压技术基础》 交通与车辆工程学院 周长城 上堂课内容回顾 1．静止液体的力学基本概念和性质； 2．流动液体的基本方程； （1）连续性定律 （2）伯努利方程 （3）动量定理 第五节 流体流动压力损失 输油管线 基本概念：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压力损失分为两类：沿程压力损失和局部压力损失 沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。 局部压力损失：是油液流经局部障碍（如弯管、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失。 一、通流截面上的流速分布规律： 取微小圆柱液体，在匀速运动时受力平衡，即 可见，管内液体质点的流速在半径方向按抛物线规律分布，如图所示。 对上式积分，并应用边界条件，当r＝R时，u＝0，得 令 则 粘性力 二、圆管中的流量 对于半径r，宽度dr的微小通流截面，面积dA＝2πrdr，通过的流量为： 通过圆管的流量可由上式积分求得，即： 三、沿程压力损失计算： 圆管通流截面上的平均流速为： 沿程压力损失为： 可以改写为： 式中，λ称为沿程阻力系数。λ的理论值为64/Re。 水在作层流流动时的实际阻力系数和理论值是很接近的。 液压油在金属圆管中作层流流动时，常取λ＝75/Re，在橡胶管中λ＝80/Re。 对于光滑管的沿程阻力系数为 对于粗糙管的沿程阻力系数为 四、局部压力损失： 　　液体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力处所引起的压力损失。计算公式为 ： 式中，v为液体的平均流速，一般情况下均指局部阻力后部的流速。ξ为局部阻力系数。 　　对于液流通过各种标准液压元件的局部损失，一般可从产品技术规格中查到 。 而对于非标准元件，可以通过分析计算求得。 （1）管道突然扩大的局部压力损失 管道局部扩大，由包达定理得到的突然扩大的局部压力损失系数为： （2） 逐渐扩大的局部压力损失 对于逐渐扩大的压力局部，扩大角度为θ，由包达定理可得，局部压力（水头）损失为： 式中，k为经验公式系数， 　　根据吉布松（Gibson）试验，系数k，如图所示 （3） 突然缩小的局部压力损失 当油液突然进入小管道，如图所示，形成一个过流断面最小的收缩断面，其面积为Ac。且 Cc称为断面收缩系数，突然缩小的局部阻力系数与断面收缩系数Cc有关。在不同结构下的Cc和局部阻力系数，见表所示。 表3.2 突然缩小的收缩系数Cc与局部阻力系数 A2/A1 0.01 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Cc 0.618 0.624 0.632 0.643 0.659 0.681 0.712 0.755 0.831 0.892 1.00 0.490 0.469 0.431 0.387 0.343 0.298 0.257 0.212 0.161 0.070 0.00 （4） 逐渐缩小的局部压力损失 局部逐渐缩小的