第2章节液压流体力学基础幻灯片.pptVIP

2.7 空穴现象和液压冲击 1)气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪音和振动。 2)同时气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。 3)液流不连续,流量、压力脉动。 * 湖南工程学院——液压与气压传动 1）减小小孔和缝隙前后压力降，希望 p1/p2 3.5 。 2） 增大直径、降低高度、限制流速。 3 ）管路要有良好密封性防止空气进入。 4）提高零件抗腐蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小表面粗糙度。 5）整个管路尽可能平直，避免急转弯缝隙，合理配置。 2. 空穴现象的危害 3. 减小气空穴的措施 2.7 空穴现象和液压冲击 液压冲击:在液压系统中，由于某种原因（如速度急剧变化）， 引起压力突然急剧上升，形成很高压力峰值的现象。 * 湖南工程学院——液压与气压传动 ∵ 液压冲击峰值压力工作压力 ∴ 引起振动、噪声、导致某些元件如密封装置、管路等 损坏；使某些元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作，影响系 统 正常工作。 1） 迅速使油液换向或突然关闭油路，使液体受阻，动能转换为压力能，使压力升高。 2）运动部件突然制动或换向，使压力 升高。 2.7.2 液压冲击 如：急速关闭自来水管可能使水管发生振动，同时发出噪声。 2. 液压冲击产生的原因 1. 液压冲击的危害 2.7 空穴现象和液压冲击 假设系统正常工作的压力为p，产生压力冲击时的最大压力为： * 湖南工程学院——液压与气压传动 （ 1） 管道阀门关闭的液压冲击 液压传动中， 若速度不是突然降为零，而是降为v1，则 间接冲击 直接冲击 3. 冲击压力 2.7 空穴现象和液压冲击 * 湖南工程学院——液压与气压传动 （ 2） 运动部件制动时的液压冲击 4. 减小液压冲击的措施 1）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。 2）限制管道流速及运动部件速度 v管 5m/s ,v缸 10m/min 。 3） 加大管道直径，尽量缩短管路长度。 4） 采用软管，以增加系统的弹性。 * 湖南工程学院——液压与气压传动 作业： 2-6 2-7 2-10 2-11 * 湖南工程学院——液压与气压传动 解： * * * * * 2.3.4 动量方程 考虑动量修正问题，则有： ∴ ∑F =ρq(β2v2-β1v1) 层流 β=1.33 β 紊流 β= 1 * 湖南工程学院——液压与气压传动 液流对固体壁面的作用力，即为动量方程中∑F的反作用力F‘在指定x方向上的稳态液动力 ： Fx= -∑Fx = ρq (β1v1x-β2v2x) X向动量方程： ∑Fx = ρq (β2v 2x-β1v1x) 稳态液动力指的是阀芯移动完毕，阀口开度固定之后，液流流经阀口时因动量改变而附加作用在阀芯上的力。 * 湖南工程学院——液压与气压传动 例 求液流通过滑阀时，对阀芯的轴向作用力的大小。 解：取阀进出口之间的液体为控制体积。则在此控制体积内液体上的力应为 (a) F =ρq（v2 cos900 - v1cosθ） = - ρq v1cosθ (向左) (b) F =ρq（v2 cosθ2 - v1cos900） = ρq v2cosθ (向左) 根据作用与反作用，液体作用在阀芯上的力为F1=－F（向右），该力使阀芯趋于关闭。该力称为液动力。 (a) (b) 结论：作用在滑阀阀芯上的稳态液动力总是力图使阀口关闭。 2.3.4 动量方程 2.3.4 动量方程 * 湖南工程学院——液压与气压传动 例 弯管 v p1 p2 α θ 1 1 2 2 F’x F’y F’ y x O 2.3.4 动量方程 * 湖南工程学院——液压与气压传动 例 2.4 管路压力损失分析 压力损失：由于液体具有粘性，在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。 压力损失有沿程损失和局部损失两种。 沿程损失