第三章 液压流体力学基础幻灯片.pptVIP

第3章 液压流体力学基础 第3章 液压流体力学基础 3.1 液体静力学 3.2 液体动力学 3.3 管道中液流的特性 3.4 孔口和缝隙的压力流量特性 3.5 液压冲击与空穴现象 3.1 液体静力学 研究内容：研究液体处于静止状态的力学规律和这些规律的实际应用。 静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。 定义：静止液体单位面积上所受的法向力。 若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为： 物理学中称压强，液压传动中习惯称压力。 液体静压力特性 （1）液体静压力的方向总是沿着作用面的法线方向。 （2）静止液体中任何一点所受到各个方向压力都相等。 3.1.2 液体静力学基本方程 3.1.2 液体静力学基本方程 3.1.3 压力的表示方法及单位 注：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力 压力单位为牛顿/米2(N/m2)，称为帕斯卡，(Pa)。由于Pa单位太小，工程上常采用千帕、兆帕。还采用的压力单位有巴(bar)和工程大气压（at）、千克力每平方米(kgf/cm )等。 静力学基本方程应用举例： 3.1.5 液体对固体壁面的作用力 流线：某一瞬时液流中一条条标志其各处质点运动状态的曲线，在流线上各点处的瞬时液流方向与该点的切线方向重合。性质：流线不能相交。 流束：通过某截面A上所有各点画出流线，这些流线的集合。 通流截面： 流束中与所有流线正交的截面，也叫过流断面。可以是平面，也可以是曲面。 流量q：单位时间t内流过某通流截面的液体体积V称为，即：q=V/t 单位：L/min 3.3 管道中液流的特性 帕斯卡哭了 一群伟大的科学家死后在天堂里玩藏猫猫，轮到爱因斯坦抓人，他数到100睁开眼睛，看到所有人都藏起来了，只有牛顿还站在那里。 　　爱因斯坦走过去说：“牛顿，我抓住你了。” 　　牛顿：“不，你没有抓到牛顿。” 　　爱因斯坦：“你不是牛顿你是谁？” 　　牛顿：“你看我脚下是什么？” 　　爱因斯坦低头看到牛顿站在一块长宽都是一米的正方形的地板砖上，不解。 　　牛顿：“我脚下这是一平方米的方块，我站在上面就是牛顿/平方米，你抓住的是帕斯卡。” ???? 帕斯卡哭了... 二、流量损失——缝隙泄漏量 液压元件各零件间如有相对运动，就必须有一定的配合间隙。液压油就会从压力较高的配合间隙流到大气中或压力较低的地方，这就是泄漏。 泄漏量与压力差的乘积便是功率损失，因此泄漏的存在将使系统效率降低。同时功率损失也将转化为热量，使系统温度升高，进而影响系统的性能。 二、流量损失——缝隙泄漏量 二、流量损失——缝隙泄漏量 压差流动：平板间无相对运动， 通过的液流完全由压差引起。 剪切流动：平板两端无压差， 通过的液流完全由平板运动引起。 上式说明了流量与Δp和h3成正比，即间隙稍有增大，就会引起泄漏大量增加。 当缝隙较小h较小时，可将环形缝隙沿圆周方向展开，就相当于一个平行平板缝隙。这样将b=πd带入，就可得同心环形缝隙的流量公式： 实际工作中，圆柱与孔的配合很难保持同心，往往有一定偏心，偏心量e，通过此偏心圆柱形间隙的泄漏量计算公式: 由上可知，通过同心圆环形间隙的流量公式只不过是相对偏心率ε=0时偏心圆环形间隙流量公式的特例。当完全偏心时e=h0,ε=1,此时的泄漏量是同心时的 2.5倍。 因此在液压元件中，有配合的零件应尽量使其同心，以减少缝隙泄露量。 同心环形缝隙流量公式 3.5 液压冲击 （1）缓慢关闭阀门； （2）在冲击源前加蓄能器； （3）在冲击源附近设置安全阀； （4）限制管中流速。 液流通道迅速关闭时的液压冲击(水锤现象） 图示，液体自一具有固定液面的压力容器沿长度为l，直径为d的管道经出口处的阀门以速度v0流出。若将阀门突然关闭，此时紧靠阀门口B处的一层液体停止流动，压力升高?p。其后液体也依次停止流动，动能形成压力波, 并以速度c向A传播。此后B处压力降低?p，形成压力降波，并向A传播。而后当A处先恢复初始压力，压力波又传向B。则如此循环使液流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。 一般液体中溶解有空气，当压力降低并低于空气分离压时，原先压力较高时溶解于油液中的气体就以很高的速度分解出来，成为游离微小气泡，并聚合长大，使原来充满油液的管道变为混有许多气泡的不连续状态，这种现象称为空穴现象。 （1）限制泵吸油口离油面高度，泵吸口要有足够的管径，滤油器压力损失要小，自吸能力差的泵用辅助供油。