液压传动第5章概要.ppt

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2017-03-17 发布于湖北
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液压传动第5章概要.ppt

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图5-4涡轮式流量仪剖面结构及实物图返回图5-5液体流态示意图返回图5-6 空穴和气蚀现象示意图返回 * 5. 2 液体静力学与液体动力学 5. 2.1 液体静力学液体静力学主要研究的是液体静止时的平衡规律及其应用。液体静止是指液体内部质点间没有相对运动，不呈现黏性，而与盛装液体容器的运动状态无关。 1.液体静压力和液体静压力基本方程处于静止状态下的液体所具有的压力称为液体的静压力。在液压传动中所用的压力一般均指液体的静压力(p) 液体的静压力由液体的自重和液体表面所受到的外力两部分组成。由液体自重产生的压力p1为: 下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学由液体表面受到的外力作用而产生的压力为: 静止液体内任一点的静压力等于液面上所受外力与液体重力所产生的压力之和，由此可得静止液体某点的静压力为: 该式即为液体静压力的基本方程。 2.静止液体的压力特性由液体静压力的基本方程可知: (1)静止液体内任一点的压力均由两部分组成，一部分是液面上的压力;另一部分是液体本身的自重所产生的压力。当液面上只受到大气压力p0时，则液面下某点的压力则为上一页下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学 (2)在同一容器内，同一种液体内的静压力随液体的深度增加而线性增加。 (3)连通器内同一液体中深度相同的各点压力相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。在重力作用下静止液体的等压面是一个水平面，与容器的形状无关。在液压系统中，由于管道配置高度一般不超过10 m，液位高度引起的那部分压力pgh与油液所受外力相比非常小，可以忽略不计。因此，对于液压系统来说，一般可以不考虑液体位置高度对压力的影响，可以认为整个液体内部各处的压力是相等的。上一页下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学 5. 2. 2液体动力学 1.理想液体液体在流动过程中，要受重力、惯性力、黏性力等多种因素的影响，其内部各处质点的运动各不相同。所以在液压系统中，主要考虑整个液体在空间某特定点或特定区域的平均运动情况。为了简化分析和研究的过程，我们将既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体。这样，在研究液体流动规律时就能忽略液体的黏性和可压缩性对运动的影响，可以比较容易的得到理想液体的基本运动方程。然后根据实验结果，对理想液体的基本方程加以修正，使之与实际液体的情况相符。 2.流量和流速上一页下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学在单位时间内，流过某通流截面的液体体积，称为流量。流速是指流动液体内的质点在单位时间内流过的距离。以v表示，单位为m/min或cm/s。液体流量q、流速v以及液体流通截面积A的关系为q = vA。 3.流动液体连续性原理连续性原理是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。根据质量守恒定律，如果液体在管道内的流动是连续的，没有空隙存在，那么液体在压力作用下稳定流动时，单位时间内流过管道内任一个截面的液体质量一定是相等的，既不会增多，也不会减少。上一页下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学在不考虑液体可压缩性的情况下，即液体密度p不变，那么单位时间流过管道任一截面的液体体积就是相等的，即通过流通管道任一通流截面的液体流量相等，这就是液体连续性原理。根据流动液体的连续性原理可知: (1)液体流过一定截面时，流量越大，流速则越高。 (2)液体流过不同的截面时，在流量不变的情况下，截面越大，流速越小。 4.伯努利方程(流动液体能量方程) 伯努利方程是能量守恒定律在流动液体中的具体表现。在密闭管道内稳定流动的理想液体具有3种形式的能量，即压力能、动能和位能。上一页下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学在流动过程中，这3种能量之间可以互相转换，但在管道内任一截面处的这3种能量的总和为一常数。即: 理想液体的伯努利方程: 实际液体由于具有黏性，在流动过程中会因为内摩擦消耗一部分能量;另外管道的局部形状尺寸的变化也会使液流的状态发生变化，消耗能量。因此实际液体流动时存在能量的损失。实际液体的伯努利方程: 伯努利方程是流体力学中一个特别重要的基本方程，它揭示了液体流动过程中的能量变化规律，是对液压问题进行分析、计算和研究的理论基础。上一页下一页返回 5. 2 液体静力学与液体动力学综合液体连续性原理，从伯努利方程中可以看出: (1)对于水平放置的管道，液体的流速越高，它的压力就越低。 (2)在流量不变的情况下，液体流过不同截面时，截面越大，则流速越小，压力越大;截面越小，则流速越大，压力越小。在液压传动系统中，位能和动能与压力能相比小得多，因此，可以忽略不计。也就是说油液中的能量主要是以压力能形式体现，所以在液压系统计算时，一般只考虑压力能的作用。 5.