液压与气压传动教学课件作者张世亮2.流体力学01教案课件.docVIP

第二章 液压传动基础知识(6学时) 1.基本内容：液压油、流体静力学、流体动力学、液体在管道和孔口中的流动特性、液压冲击与空穴现象。 2.重点内容：流体动力学、液体在管道和孔口中的流动特性 3.难点内容：流体动力学、液体在管道和孔口中的流动特性 液压传动的工作介质（1学时） 一、工作介质的物理性质 1、密度 单位体积液体所具有的质量为该液体的密度，用公式表示为 液压系统计算时，通常取液压油的密度为900kg/m3。 2、液体的可压缩性 用压缩系数k表示，它是指液体在单位压力变化下的体积相对变化量，用公式表示为 由于压力增大时液体的体积减小，为了使k为正值，在上式右边加一负号。 3、液体的体积弹性模量 液体压缩系数k的倒数，用K表示，即 工作介质的可压缩性在研究液压系统静态（稳态）条件下工作性能时，可以不予考虑；但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压系统时，必须予以考虑。 4、粘性 1) 粘性的定义 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，液体分子间内聚力要阻止分子间的相对运动，在液层相互作用的界面之间所产生的内摩擦力。 液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体不呈现粘性。 2) 粘度 A动力粘度 在图2-1、动力粘度动画中，由于液体粘性和液体与固体壁面间作用力的共同影响，两平行平板间各层的速度分布从上到下按线性规律变化。 液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ff为 式中，μ为粘性系数或动力粘度。 单位面积上的内摩擦力为 动力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下，单位面积上的内摩擦力大小。 动力粘度的单位 在国际单位制中，μ的单位为Pa·s（帕·秒）N·s/m2 (牛·秒/米2), 在厘米·克·秒（CGS）制中, μ的单位为P（泊）或cP（厘泊）或dyn·s/cm2 (达因·秒/厘米2)， 相互关系：1Pa·s=10P=103cP；μ具有力、长度、时间的量纲，即具有动力学的量，故叫动力粘度。 B运动粘度 在同一温度下，液体的动力粘度μ与它的密度之比，即 运动粘度的单位 在国际单位制中，ν的单位为m2/s, 在CGS制中, ν的单位为cm2/s（St）（斯）， 工程上常用cSt（厘斯）来表示，1St=100 cSt。 运动粘度具有长度和时间的量纲，具有运动学的量，故叫运动粘度。 运动粘度用来标志液体的粘度，如40号全损耗系统用油就是指这种全损耗系统用油在40℃时的运动粘度ν的平均值为40 cSt（厘斯）。 C相对粘度 是特定测量条件下制定的，又称为条件粘度。有恩氏粘度oE，通用赛氏秒SUS，商用雷氏秒（R1S），巴氏度0B等。 恩氏粘度的测定方法为：将200mL 温度为℃的被测液体装入恩氏粘度计的容器内，让此液体从底部Φ2.8mm的小孔流尽所需时间t1，再测出相同体积温度为20℃的蒸馏水在同一粘度计流尽所需的时间t2，这两个时间之比即为被测液体在t℃下的恩氏粘度（见测量示意图），即 恩氏粘度与运动粘度间的换算关系式为 粘度与温度的关系 当油温升高时，其粘度显著下降，这一特性称为油液的粘温特性，如图2-2所示。 5．液压系统对工作介质的性能要求 不同工作机械、不同使用条件的液压系统对介质要求有很大不同。工作介质应主要具备以下性能 要有合适的粘度和较好的粘—温特性，要有良好的润滑性能。 防腐性、防锈性要好，抗泡沫性、抗乳化性、抗磨性要好。 抗氧化性、抗剪切稳定性、抗空气释放性、抗水解安定性要好，抗低温性要好。 与金属和密封件、橡胶软管、涂料等的相容性要好。 流动点和凝固点要低，闪点和燃点高，比热容和热导率要大，体积膨胀要小。 6．工作介质的类型与选用 （1）工作介质类型 见表2－2。 表2-2工作介质的类型 工 作 介 质 类别 组成与特性 代号 石油基液压油 无添加剂石油基液压液 HH+抗氧化剂、防锈剂 HL+抗磨剂、HL+增粘剂 HM+增粘剂、 HM+防爬剂 L-HH L-HL L-HM、L-HR L-HV L-HG 难燃液压油 含水 液压油 高含水液压油 水包油乳化液 L-HFA L-HFAE 水的化学溶液 L-HFAS 油包水乳化液 L-HFB 水-乙二醇 L-HFC 合成 液压油 磷酸