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第2章 液压流体力学基础 安徽工业经济职业技术学院 第2章 液压流体力学基础 2.1 液压油的主要性质及选用 2.2 流体静力学基础 2.3 流体动力学基础 2.4 管路中液流的压力损失 2.5 液体在小孔和缝隙中的流动 2.6 液压冲击和气穴现象 2.1 液压油的主要性质及选用 1. 液压油的物理性质 （1） 液体的密度 （2） 液体的黏性 （3） 液体的可压缩性 （4） 其它特性 1. 液压油的物理性质 （1） 液体的密度 密度——单位体积液体的质量； ρ=m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略，一般取ρ=900kg/m 3的大小。 1. 液压油的物理性质 （2） 液体的黏性 (a) 定义：液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，这一特性称为粘性。(液体在流动时产生内摩擦力的特性） 1. 液压油的物理性质 (b) 黏度(粘度）——粘度是衡量流体粘性的指标，也是选择液压油最重要的指标。 常用的黏度单位有： ①动力粘度μ(绝对黏度） ②运动粘度ν ③相对粘度0E（条件黏度） 1. 液压油的物理性质 ①动力黏度μ(绝对黏度） 公式: ∵τ=F/A=μ·du/dy（N/m2） ∴ μ=τ·dy/du （N·s/m2） 物理意义：液体在单位速度梯度(du/dy=1)下流动时，接触液层间单位面积上内摩擦力，它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。 单位： 国际单位（SI制）中： 牛顿·秒/米2（N·S/m2）或帕·秒（Pa·S）； 1. 液压油的物理性质 ②运动黏度ν 公式：运动粘度是动力粘度μ与液体密度ρ的比值,即：ν=μ/ρ 物理意义：无（只是因为μ/ρ在流体力学中经常出现，所以 用ν代替（μ/ρ） 单位：SI制： m2/S CGS制： St（斯）、 CSt（厘斯）（Cm2/S） （mm2/S） 换算关系：1m2/S = 104St =106 CSt 应用：单位中只有长度和时间量纲类似运动学量，称运动粘度，常用于液压油牌号标注； 1. 液压油的物理性质 ③相对黏度0E（条件黏度） 产生原因：μ、ν不易直接测量，只用于理论计算，常用相对粘度； 恩氏度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏秒SSU —— 美国用 雷氏秒R —— 英国用 巴氏度0B —— 法国用 恩氏粘度是在某一特定温度下，将200cm3 被测油液在自重作用下流过 Ф2.8mm的小孔所需的时间t1，与20℃时同体积蒸馏水流过该小孔所需 时间t2 之比； 换算关系：恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系 ν=（7、310E-6、31/0E）×10-6 1. 液压油的物理性质 （3） 液体的可压缩性——液体受压力作用而发生体积缩小性质 定义： 体积为v的液体，当压力增大△p时，体积减小△v ，则液体在单位压力变化下体积的相对变化量。 κ = - △v / (△p v ) （ m2/N ） （k——体积压缩系数） 1. 液压油的物理性质 （4） 其它特性 1、黏度和压力的关系 ∵ P↑，F↑，μ↑ ∴μ随p↑而↑，压力较小时忽略，32Mpa以上才考虑 2、黏度和温度的关系 ∵ 温度↑，内聚力↓，μ↓ ∴黏度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性较好。 2. 液压油的选用 2. 液压油的选用 （1） 液压油的使用要求 （2） 液压油的选用原则 2. 液压油的选用 （1） 液压油的使用要求 1. 液压油的任务：工作介质—— 传递运动和动力 润滑剂 —— 润滑运动部件，防锈，冷却等 2. 使用要求： （1）合适的粘度和良好的粘温特性；（2）良好的润滑性；（3）纯净度好，杂质少；（4）对系统所用金属及密封件材料有良好的相容性。 （5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长；（6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；（7）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流动点和凝固点低。（凝点—— 油液完全失去其流动性的最高温度）（8）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜 总之：粘度是第一位的 2. 液压油的选用 （2） 液压油的选用原则 1. 依据： a. 根据工作压力的高低