第2章液压流体力学幻灯片.pptVIP

2．流态 液体质点互不干扰，流动呈线性或层状，平行于管道轴线，没有横向运动。 液体质点的运动杂乱无章，除沿管道轴线运动外，还有剧烈的横向运动。 层流： 紊流： 3．雷诺数： 液流由层流转变为紊流的雷诺数称为临界雷诺数Rer ， 光滑的金属圆管， Rer＝2320 Re Rer 层流 Re Rer 紊流 DH－通流截面的水力直径， A－通流截面积， －湿周 4．非圆形截面的管道的雷诺数 液压油在光滑的钢管中流动，运动粘度γ＝30×10－6 m2/s，钢管内径d＝20mm，临界雷诺数Re＝2000，求流态变为紊流时管内液流的流量？ 解： 1．通流截面上流速的分布规律 管内流速在半径方向上按抛物线规律分布，最大流速umax发生在轴心上 二、直管中的层流 2．流量 3．平均流速 4．动能修正系数和动量修正系数 层流时 α＝2 ,β＝4/3=1.33 1．紊流的脉动现象 2．时均化原则 时均紊流视为稳定流动或准稳定流动。 3.通流截面上速度分布规律 水力光滑管、水力粗糙管 4．动能修正系数和动量修正系数紊流运动 ?=1，?=1 三、直管中的紊流 沿程压力损失：液体在等径直管中流动时，因摩擦而产 生的损失。 局部压力损失：由于管道的截面突然变化，液流方向改 变或其它形式的液流阻力而引起的损失。 1．沿程压力损失 或 λ－沿程阻力系数 四、压力损失 λ－沿程阻力系数的确定（与流态等因素有关） 层流时理论值，λ＝64/Re； 层流时液压油在金属管道中流动，λ＝75/Re； 紊流时， λ＝f（Re，ε/d) 3000 Re 105，λ＝0.3164Re-0.25。 2．局部压力损失 或 ?－局部阻力系数，一般由实验测定。 五、管路总能量损失 或 1．薄壁小孔 薄壁小孔：小孔的长度L和小孔直径d之比L/d≤0.5的孔。 流经薄壁小孔的流量为： §2.5 孔口及缝隙流动 一、孔口液流特性 动画演示 细长孔：小孔的长度L和小孔直径d之比 L/d 4的孔。 可以写成: 比较(1)薄壁小孔常作为节流器，流量对油温变化 不敏感；细长孔流量对油温变化敏感，粘度变化。 (2)负载变化，引起压力变化，在相同的ΔP时，薄壁小孔结构流量变化比细长孔小，从而速度稳定。 2．细长孔 1．平行平板缝隙 取一微元体积 pdy+(τ+dτ)dx=(p+dp)dy+τdx 二、缝隙液流特性 整理并积分得: 压差流动：平行平板间没有相对运动时，通过的液流纯由压差引起。 剪切流动：平行平板两端不存在压差时，通过的液流纯由平板运动引起。 2．同心环形缝隙 当h/r1时（相当于液压元件内配合间隙的情况），可以将环形缝隙间的流动近似地看作是平行平板缝隙间的流动，将b替换成πd，得到流量 偏心环形缝隙： 一、液压冲击 在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 二、空穴现象 在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而使液体产生气泡的现象，称为空穴现象。 §2.6 液压冲击和空穴现象 气蚀现象： 液压系统中产生气穴后，气泡随油液流至高压区，在高压作用下迅速破裂。于是产生局部液压冲击，压力和温度均急剧升高，出现强烈的噪声和振动。当附着在金属表面上的气泡破裂时，所产生的局部高温和高压会使金属剥落、表面粗糙、元件的工作寿命降低，这一现象称为气蚀。 * 将欧拉方程两边同乘以ds，并从截面1积分到截面2 两边同除以g，移项整理得 2.理想液体的伯努利方程 对于稳定流动， 故上式变为 理想液体微小流束的伯努利方程。 Z:单位重量液体所具有的位能，称为比位能(位置水头)。 P/?g :单位重量液体所具有的压力能，称为比压能（压力水头）。 u2/2g:单位重量液体所具有的动能，称为比动能（速度水头）。 Z+ P/?g + u2/2g :单位重量液体所具有的总能量，称为总比能（总水头）。 方程的物理（能量）意义： 能量意义： 管内作定常流动的理想液体，在任意截面上，液体的总比能保持不变，但比位能、比压能、比动能可以相互转换。 ---