广工大液压与气压传动 第二章.pptVIP

* * * 液压与气压传动 第二章 一、基本概念 1、理想液体 既无粘性又不可压缩的假想液体——理想液体 2、恒定流动、非恒定流动、一维流动、二维流动、三维流动 恒定流动（定常流动）——如果流场中空间点上的运动参数p、v、ρ等，在不同时间内都有确定的值，即它只随空间点而变，不随时间t而变，则这个流场是恒定（定常）的，这种运动称为恒定流动或定常流动，恒定流动时 ，如果流场中流体的运动参数既随空间点变也随时间而变，这种运动称为非恒定流动或不定常流动。 * 液压与气压传动 第二章 一维流动、二维流动、三维流动 整个液体在管道中作线形流动的称为一维流动。（如图a、b) 整个流体在管道中作两坐标平面流动的称为二维流动。（如图c、d、e） 整个流体在管道中作三坐标空间流动的称为三维流动。（如图 f） * 液压与气压传动 第二章 3、流线、流管、流束、缓变流动、通流截面 迹线：是流体质点空间运动的轨迹，是在某时间间隔Δt内质点运动所遗留的痕迹 流线：是流场空间各点在同一瞬时的流动概念。 流线表示了在某一瞬时一群流体质点的流速方向。 如果流动是恒定的，流线不随时间而变，它与流体质点的迹线相重复； 如果流动是非恒定的，流场中各质点的流速（大小，方向）随时间而变，因此流线随时间变幻不定，流线只存在于某一瞬时。 3、流线、流管、流束、缓变流动、通流截面 流管：在流场的空间划出一任意封闭曲线，此封闭曲线本身不是流线，则经过该封闭曲线上每一点作流线，这些流线组合成一个表面，称为流管。 流管所包围的空间里有无数流线，这些流线不可能穿越流管，在流管内的流线群称为流束。流管是流束的几何形状，恒定流动时流管与真实管道一样。 液压与气压传动 第二章 * * 液压与气压传动 第二章 3、流线、流管、流束、缓变流动、通流截面 如果将流管的截面无限缩小趋近于零为极限，则获得微小流管或流束。微小流束实质上与流线的名词是一致的。我们认为运动的流体是由流束所组成，垂直于流束断面dA称为流束的有效截面或过流断面。因此在dt时间内流经这个微小截面的流体体积dV和质量dm为 3、流线、流管、流束、缓变流动、通流截面 缓变流动：过流截面是与流线相垂直的面，在一般情况下运动流体内各微小流束可能是不平行的，因此，过流断面往往是一个曲面，如果微小流束（流线）的夹角很小，或流线曲率半径很大，这种流动称为缓变流动。 液压与气压传动 第二章 * 如果dA是微小流束上任意方向的截面，n为该断面的法向单位矢量，则流量dQ为 * 液压与气压传动 第二章 二、流量连续方程 1、流量与平均流速 单位时间内流过某通流截面的液体体积称为流量，即 Q ——流量，液压传动中流量常用单位m3/s或L/min； V——液体的体积，t——流过液体体积V所需的时间。 把过流断面上的流束场假想为均匀场，即过流断面上各点相等的平均流速v即 （2－25） * 液压与气压传动 第二章 2、连续性方程 在液场中取一控制体积，如果在某一时间间隔Δt内，流进控制体积的液体质量大于流出的质量，那么在控制体积内液体的质量必然增加，但体积已是确定不变的，所以液体的密度ρ就要增大，反之就要减少，如果控制体积内的密度保持不变，则流进控制体积的液体质量必须等于流出的质量。 这就是连续性方程的物理本质。 * 液压与气压传动 第二章 2、连续性方程 假定： 1）液流是恒定流动，所以流束形状将不随时间变化。 2）不可能有液流经过微小流束的侧面流入或流出。 3）假定液体是不可压缩的，即ρ1＝ρ2＝ρ，并且在液体内部不形成空隙。 根据质量守恒定律则有： ρ1u1dA1dt＝ρ2u2dA2dt 因ρ1＝ρ2，所以上式可简化为： u1dA1＝u2dA2 对上式两边积分，则： * 液压与气压传动 第二章 2、连续性方程 因ρ1＝ρ2 ， v1A1=v2A2 因 通流截面是任意的，所以，q=Av=常数 这就是液体的流量连续方程，是质量守恒定律的另一种表示方式。 这个方程表明，不管平均流速和液流的通流截面面积沿着流程怎样变化，流过不同截面的液体流量仍然相同。 * 液压与气压传动 第二章 三、伯努利方程——能量守恒定律 1、理想液体的伯努利方程 物理本质：理想液体恒定流动时具有压力能、位能、动能三种能量形式，在任一截面上这三种能量形式之间可以互换，但任一截面这三种能量之和为一定值。 * 液压与气压传动 第二章 一、液体的两种流态及雷诺数判断 1、层流和湍流 层流：液体流动时，液体质点间没有横向运动，且不混杂，作线性或层状流动。 湍流：液体流动时，液体质点有横向运动或产生小漩涡，作杂乱无章的运动。 第五节 管道中液流的特性 * 液