第4-液压流体力学基础幻灯片.pptVIP

* * * * * * * * * * 一定温度下，当蒸汽分压超过该温度下的饱和蒸汽压，而蒸汽仍不凝结的现象叫蒸汽的过饱和现象，此时的蒸汽称为过饱和蒸汽。 过饱和蒸汽。指已超过系统温度下的饱和蒸汽压，应当凝结而未凝结的蒸汽。其原因是，蒸汽开始凝结之初形成的微小液滴（新相）曲率极小，而弯曲液面上的蒸汽压与其曲率半径成反比（由Kelvin公式定量描述），即与微小液滴达平衡的蒸汽压（即饱和蒸汽压）比通常液体要大，蒸汽的压力对通常液体已达饱和状态时，对微小液滴却未达饱和状态，因而微小液滴不能生成，系统以过饱和蒸汽的形式存在，处于介稳状态。 从化学势或自由能的角度看，过饱和蒸汽的化学势（或自由能）大于通常情况下该液体的化学势（或自由能），应该有自发凝结的趋势，但由于其化学势（或自由能）小于微小液滴，故不能凝结。（ ）如果在过饱和蒸汽中加入水雾或固体颗粒，使新相开始生成时即有较大的曲率半径，则过饱和蒸汽将迅速凝结，介稳状态立刻破坏。这就是人工降雨的原理。 * * * * * * * * * * 案例分析－汽车液压筒式减振器阻尼构件分析 与减振器节流阀参数设计（A0， h） 1、阻尼构件分析 （1）活塞缝隙 ； （2）常通节流孔； （3）节流缝隙； （4）活塞孔； （5）活塞孔的沿程；（6）活塞孔局部； 2、减振器节流阀参数设计数学模型 （1）常通节流孔面积A0 （2）节流阀片设计厚度 h * 第七节 液压冲击及空穴现象 在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。 在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油液中分离出来形成气泡，这一压力值称为该温度下的空气分离压。 当液压油在某温度下的压力低于某一数值时，油液本身迅速汽化，产生大量蒸气气泡，这时的压力称为液压油在该温度下的饱和蒸气压。 注意：液压油的饱和蒸气压相当小，比空气分离压小得多，因此，要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得低于液压油所在温度下的空气分离压。 一、空穴现象 * １、 气穴产生的部位： （１）液压泵的空穴现象 ： （２）节流口处的空穴现象。 液压泵吸油管直径太小，或吸油阻力太大，或液压泵转速过高。由于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象，形成气泡。 * ２、气穴系数： 据气穴产生机理，通常是用节流气穴系数来描述节流气穴发生的程度，即 式中，p0为节流孔下游压力，即节流流动的最低压力；v0为节流下游的流速，即流经节流孔后收缩喉部位处流速；pv为油液空气分离压力。 节流孔前后的节流压力之差为： 节流气穴系数可表示为 由于pv与p0和p1相比小的很多，因此上式可化为 据文献可知，当 0.4时，油液不产生气穴；当　 0.4时，油液产生气穴，且越小，则气穴产生越严重。令＝0.4，可得气穴产生的临界压力之比为 * ３、空穴的危害： 气蚀：这些气泡随着液流流到下游压力较高的部位时，会因承受不了高压而破灭，产生局部的液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属表面上的气泡破灭时，它所产生的局部高温（766°,993°,1149°)和高压(几百MPa)，会使金属剥落，使表面烧伤、粗糙或出现海绵状的小洞穴。这种固体壁面的腐蚀、剥蚀的现象称为气蚀。 减小空穴现象的措施 （1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后压力比小于3.5。 （2）正确设计液压泵的结构参数，适当加大吸油管内径。 （3）提高零件的抗气蚀能力，增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度等。 * 二、液压冲击 在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 液压冲击的实质主要是管道中的液体因突然停止运动而导致动能向压力能的瞬时转变。 液压冲击产生的原因 ： 当阀门瞬间关闭时，管道中便产生液压冲击。 液压系统中运动着的工作部件突然制动或换向时，由工作部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击。 液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击，如系统压力突然升高，但溢流阀反应迟钝，不能迅速打开时，便产生压力超调，即液压冲击。 * （1）运动部件制动时产生的液压冲击： 　　　设总质量为∑M的运动部件在制动时的减速时间为△t，速度的减小值为△v，液压缸的有效工作面积为A，则根据动量定理可近似地求得系统中的冲击压力△p，因 所以 * （2）液体突然停止运动时产生的液压冲击： 设管道的截面积为A，长度为l，管道中液流的流速为v，密度为ρ。当管道的末端突然关闭时，液体立即停止运动。根据能量转化和守衡定律，液体的动能ρAlv2/2转化为液体的弹性能Al△p2/（2K’），即 ρAl