第二章流体力学基础(1-6)探讨.ppt

第二章 液压传动流体力学基础;2.1 液压油 ; 液 压 工 作 介 质;2.1.2 液压油的性质;2. 可压缩性和膨胀性;液体的体积弹性模数定义：液体压缩系数的倒数 液体的体积弹性模数公式：k = 1/κ= - △p v /△v; 密封在容器内的液体在外力作用下像一根弹簧： 外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。;3. 粘性及其表示方法 （1）粘性的定义 ;2.1 液压油 ;2.1 液压油 ;（2）粘性的度量 液体粘性的大小用粘度来表示。常用的液体粘度表示方法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。;因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s,以前沿用的单位为St（斯），其关系： 1m2/S=104St＝106cSt（厘斯）;单位：无量纲;恩氏粘度;2.1 液压油 ;VI：表明试油的粘度随温度的变化的程度与标准油的粘度变化程度的相对值。 VI值越大，表示油液粘度随温度的变化越小。;2.1 液压油 ;2.1.3 对液压油的要求;2.1.4 液压油的选择;液压油的推荐使用粘度范围 ;2.1.5 液压油的污染及其控制 ;2.1.5 液压油的污染及其控制 ;工作介质污染的原因;2.1.5 液压油的污染及其控制 ;2.1.5 液压油的污染及其控制 ;2.1.5 液压油的污染及其控制 ;2.1.5 液压油的污染及其控制 ;所谓液体静止：是指液体内部质点间没有相对运动。 至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。; 2.2.1 液体的压力;2.2.2 重力作用下静止液体中的压力分布;? (1) 静止液体内任一点的压力都由两部分组成： 液面上的压力和该点以上液体的重力；???? (2) 静止液体内的压力p随液体深度h呈直线分布；??? ? (3) 距液面深度h相同的各点组成了等压面，这个等压面是水平面。???? (4) 在液压传动中，液体重力引起的压力通常很小，可以忽略不计。液体静压力取决于外加压力。 ;静止液体——密闭容器内压力等值传递。 流动液体——压力传递时考虑压力损失。;2.2 液体静力学;在液压传动中，液体重力引起的压力通常很小，可以忽略不计。液体静压力取决于外加压力。;2.2.3 压力表示方法和单位 ;2.2 液体静力学;2.2.4 静止液体中压力传递规律（帕斯卡原理）;??? 液压千斤顶是帕斯卡原理在工程中的应用实例。;2.2 液体静力学;2.1.5 液体静压力作用在固体壁面上的力 ;（2）当固体表面为如图 2.8所示的曲面时，如果要求液压油对液压缸右半部缸筒内壁在x方向上的作用力Fx，可以计算如下：;2.2 液体静力学;例题：液体对固体壁面的作用力 ;2.2 液体静力学;研究内容: 研究液体运动和引起运动的原因，即研究液体流动时流速和压力之间的关系（或液压传动两个基本参数的变化规律）。;2.3.1 基本概念 （1）理想液体、定常流动和一维流动;流线是流场中一条一条的空间曲线，它表示同一瞬时流场中各质点的运动状态。 流线上每一质点的速度矢量与流线相切。 在定常流动时，流线的形状不随时间变化；在非定常流动时，流线形状是随时间变化的。;流管：在流场中给出一条不属于流线的封闭曲线，沿该封闭曲线上的每一点做流线，由这些流线组成的表面称为流管。; 由于实际液体具有粘度，液体在某一通流截面流动时截面上各点的流速是不相等。;液体流量和平均流速的关系;结论：液压缸的运动速度取决于进入液压缸的流量，并且随着流量的变化而变化。;2.3.2 流量连续性方程 ;2.3 液体动力学;2.3.3 伯努利方程 ;1.理想液体的运动微分方程 在微小液流上取一段通流面积为dA、长度为ds的微元体，如图所示。认为是理想液体作一维定常流动。此时微元体上有两种外力作用：;?（2） 作用在微元上的重力和惯性力分别为 ;?将上式沿流线s从截面1积分到截面2，整理后可得 ;2.3 液体动力学;2.3 液体动力学;2.3 液体动力学;2.3 液体动力学;2.3 液体动力学;2.3 液体动力学;2.3.4 动量方程;考虑动量修正问题，则有： ∴ ∑F =ρq(β2v2-β1v1) ;举例：;2.3 液体动力学;2.4 液体流动时的压力损失;英国物理学家雷诺通过大量实验，发现了液体在管路中流动时存在的两种流动状态--层流和紊流。;2.4 液体流动时的压力损失;但我们在这里看到的仅仅是现象，关于紊流到底是怎样形成的，以及紊流的物理本质直到现在还没完全研究清楚。并且紊流理论到目前为止，还未达到成熟阶段。