液压传动液压流体力学知识PPT学习教案

会计学1液压传动液压传动 液压流体力学知识液压流体力学知识第1页/共158页第2页/共158页为小液滴并均匀地分散在另一种为小液滴并均匀地分散在另一种液体中。液体中。第3页/共158页第4页/共158页=850900kg/m。单位体积内所含液单位体积内所含液体质量的多少。体质量的多少。第5页/共158页 K=-（1/）（V/V0）是指液体受到压力作用时是指液体受到压力作用时体积将缩小，密度将有所增加。体积将缩小，密度将有所增加。第6页/共158页第7页/共158页温度每升高温度每升高1度时，所发生的度时，所发生的体积体积v的相对变化值。的相对变化值。第8页/共158页（四）液体的粘性（四）液体的粘性(viscosity)特点特点液体流时液体流时速度的布速度的布：第9页/共158页愈接近轴心的液体流动速度愈大，愈接近轴心的液体流动速度愈大，轴心处的液体流动速度最大。轴心处的液体流动速度最大。第10页/共158页变形，这种性质称为变形，这种性质称为液体的流动液体的流动性性。液体的流动性液体的流动性第11页/共158页.表现流体粘性大小程度的物理量称表现流体粘性大小程度的物理量称粘度。粘度。第12页/共158页第13页/共158页绝对粘度：绝对粘度：相对粘度相对粘度第14页/共158页dydvAFdydv第15页/共158页第16页/共158页第17页/共158页动粘度。动粘度。第18页/共158页以被测液体的粘度相对于水的以被测液体的粘度相对于水的粘度的相比较的相对值。粘度的相比较的相对值。第19页/共158页第20页/共158页温度温度压力压力第21页/共158页（见下图液压油的粘温特性曲线）（见下图液压油的粘温特性曲线）第22页/共158页第23页/共158页最好的在最好的在100以上。以上。第24页/共158页当压力在当压力在050Mpa的范围内时，的范围内时，可用经验公式计算其粘度。可用经验公式计算其粘度。第25页/共158页第26页/共158页出现连续性燃烧，此时的温度称出现连续性燃烧，此时的温度称油液的燃点。油液的燃点。第27页/共158页第28页/共158页是指油液在试验条件下，冷却到失去流动时是指油液在试验条件下，冷却到失去流动时的最高温度，即油液的粘度的最高温度，即油液的粘度随着温度的降低而增大。随着温度的降低而增大。第29页/共158页比凝固点高出比凝固点高出2.5C时的温度称时的温度称液体的流动点液体的流动点第30页/共158页密封效果，使系统不能正常工作。密封效果，使系统不能正常工作。是指油液抵抗与含氧物质、是指油液抵抗与含氧物质、特别是与空气起化学反应的能力。特别是与空气起化学反应的能力。第31页/共158页油液在高温时，抵抗油液在高温时，抵抗化学反应的能力。化学反应的能力。第32页/共158页性质。性质。第33页/共158页能抵消与减弱。能抵消与减弱。第34页/共158页第35页/共158页第36页/共158页对人无害，成本低。对人无害，成本低。第37页/共158页第38页/共158页第39页/共158页P6表表1-1是液压泵使用油液的粘度范围。是液压泵使用油液的粘度范围。五、液压油的合理使用（污染与控制）五、液压油的合理使用（污染与控制）液压油受到污染，常常是系统发生故障的主液压油受到污染，常常是系统发生故障的主要原因，因此控制液压系统的污染是十分重要原因，因此控制液压系统的污染是十分重要的。要的。第40页/共158页是指液压油中含有的水分、空气、是指液压油中含有的水分、空气、微小固体颗粒及胶状生物等杂质。微小固体颗粒及胶状生物等杂质。第41页/共158页第42页/共158页（二）污染产生的原因（二）污染产生的原因第43页/共158页材料磨损颗粒、油液变质后产生材料磨损颗粒、油液变质后产生的胶状生成物等。的胶状生成物等。第44页/共158页第45页/共158页面积上所受力的大小称静压力，面积上所受力的大小称静压力，简称压力。简称压力。第46页/共158页第47页/共158页第48页/共158页以绝对真空度为基以绝对真空度为基准度量的压力。准度量的压力。以大气压力为基准度量的压力。以大气压力为基准度量的压力。（它是通过仪表显示的值，又（它是通过仪表显示的值，又称表压力）。称表压力）。第49页/共158页如果液体中某点的压力小于大气压力，如果液体中某点的压力小于大气压力，习惯称习惯称“这一点具有真空这一点具有真空”。某点的绝对压力不足于大气压力的某点的绝对压力不足于大气压力的数值称真空度。数值称真空度。第50页/共158页第51页/共158页（即表压力（即表压力通过仪表显示出的通过仪表显示出的压力）。压力）。第52页/共158页三、静止液体内压力传递原理三、静止液体内压力传递原理“前 阻 后 推前 阻 后 推”第53页/共158页小缸活塞面积小缸活塞面积A1，施加的外力为，施加的外力为F1；大缸活塞面积大缸活塞面积A2，用来举升重物，用来举升重物W。(画千斤顶工作示意图分析画千斤顶工作示意图分析)静压传递原理静压传递原理内容内容第54页/共158页第55页/共158页第56页/共158页第57页/共158页第58页/共158页第59页/共158页油压力油压力 p与曲面在该方向的与曲面在该方向的垂直平面上的投影面积的乘积：垂直平面上的投影面积的乘积：lrpPx2第60页/共158页2-3节节 流动液体的性质流动液体的性质一种既没粘性又没一种既没粘性又没压缩性的液体。压缩性的液体。第61页/共158页液体流动时，液体中任一点的液体流动时，液体中任一点的 压力、速度、密度都不随时间压力、速度、密度都不随时间变化而变化的一种流动状态。变化而变化的一种流动状态。第62页/共158页第63页/共158页第64页/共158页第65页/共158页第66页/共158页第67页/共158页速与其截面的大小成反比，速与其截面的大小成反比，第68页/共158页-理想液体的伯努理想液体的伯努利方程利方程(画图分析画图分析)第69页/共158页第70页/共158页1）。）。B截面：过水断面截面：过水断面SB，压力，压力pB，流，流速速vB，基准，基准 高高hB（或标号为（或标号为2）。）。第71页/共158页222SpP 211SpP 第72页/共158页2211lPlPAtvl11tvl22111pSP 222pSP tVQvSvS2211第73页/共158页VpVpA21121121mghmvE222221mghmvE第74页/共158页12EEE1212222121mghmvmghmv第75页/共158页VpVpmghmvmghmv211212222121VpmghmvVpmghmv112122222121第76页/共158页常数222211212121mghmvVpmghmvVp常数mghmvpV221第77页/共158页-所具有的势能。所具有的势能。常数2221211222hgvgphgvgpgpgv22）或 Zh(第78页/共158页努利方程努利方程第79页/共158页损hhgvgphgvgp2222112122第80页/共158页第81页/共158页四、液体的动量定律（动量方程式）四、液体的动量定律（动量方程式）第82页/共158页第83页/共158页第84页/共158页第85页/共158页AABBvmvmvmd)()()(1122第86页/共158页QdtV QdtmdtvvQvmd)()(12第87页/共158页dtvvQvmddtF)()(12dtdtvvQdtvmdF)()(12)(12vvQF第88页/共158页)()()(121212zzzyyyxxXvvQFvvQFvvQF第89页/共158页)(1122vvQF第90页/共158页液体与管壁之液体与管壁之间的摩擦。间的摩擦。内内因因外因外因第91页/共158页段或弯曲部分时所产生的压力损段或弯曲部分时所产生的压力损失，称局部压力损失。失，称局部压力损失。压力损失的类型压力损失的类型沿程压力损失沿程压力损失局部压力损失局部压力损失第92页/共158页第93页/共158页出现杂乱的流动状态。出现杂乱的流动状态。液体的流动状态有液体的流动状态有层层 流流紊紊 流流第94页/共158页第95页/共158页第96页/共158页粘度粘度 有关。有关。第97页/共158页vudkeR上临界雷诺上临界雷诺数数下临界雷诺数下临界雷诺数第98页/共158页临界雷诺数时，液体临界雷诺数时，液体为紊流。为紊流。由层流转变为紊流时的由层流转变为紊流时的临界雷诺数。临界雷诺数。由紊流转变为层流时的由紊流转变为层流时的临界雷诺数。临界雷诺数。第99页/共158页vdRe第100页/共158页第101页/共158页vdHRexAdH4第102页/共158页三、液体的沿程压力损失三、液体的沿程压力损失第103页/共158页如下图分析如下图分析第104页/共158页P2=22r l （2）第105页/共158页rldrdvrpp2)(221第106页/共158页Crlppv2212)(2dr 0v22116)(dlppC第107页/共158页)4(42221rdlppv第108页/共158页)2(rdrdQ202drvdrQrdrrdlppd202221)4(2)(lpdlppd128128)(4214第109页/共158页层流时圆管的压力损失层流时圆管的压力损失pRe7524d32128平均lvdlQp2dlp2平均vRe8564第110页/共158页（二）紊流状态时的沿程压力损失（二）紊流状态时的沿程压力损失壁的粗糙度有关，由公式得出：壁的粗糙度有关，由公式得出：第111页/共158页4Re3164.02dlp2平均v是它是它第112页/共158页四、液体的局部压力损失四、液体的局部压力损失22vp得出得出的的第113页/共158页额额pQQp2)(第114页/共158页总的局部总的局部压力损失之和压力损失之和总的沿程总的沿程压力损失之和。压力损失之和。第115页/共158页局沿总ppp2222vvdl使用时应注意：各局部之间必须有足够的使用时应注意：各局部之间必须有足够的距离时，才能发挥液压传动的效果。距离时，才能发挥液压传动的效果。第116页/共158页第117页/共158页有时会造成液压泵因吸油阻力有时会造成液压泵因吸油阻力过大而吸不上油。过大而吸不上油。总损工调ppp调总调总调调工pppppppp1第118页/共158页溢流阀：溢流阀：v15m/s；安全阀：安全阀：v30m/s；第119页/共158页但流速过低也会使管道和阀类的元但流速过低也会使管道和阀类的元件的尺寸加大并使成本提高。件的尺寸加大并使成本提高。第120页/共158页2-5节节 液体在小孔和缝隙中的流动液体在小孔和缝隙中的流动（流量或泄漏量）（流量或泄漏量）第121页/共158页从规定的小孔和缝隙中流过的液体称从规定的小孔和缝隙中流过的液体称从不应该流过处流过的从不应该流过处流过的液体称液体称第122页/共158页薄壁小孔薄壁小孔：长径比长径比L/d0.5时时第123页/共158页如图分析：在管道中有一薄壁小孔，小孔如图分析：在管道中有一薄壁小孔，小孔的直径为的直径为d，截面积为，截面积为A，分析如下图分析如下图第124页/共158页2222121122hgvgphgvgp由理想液体的伯努利方程得知由理想液体的伯努利方程得知：第125页/共158页gvgpgp2222122)(21pggppv第126页/共158页p222*2pSSvQ21ppp第127页/共158页况来查取。况来查取。S2-小孔的过水断面。小孔的过水断面。-小孔前、后的压力差。小孔前、后的压力差。22pCSQp流经薄壁小孔流经薄壁小孔的流量为：的流量为：第128页/共158页2)(222CSQp流经薄壁小孔时的压力损失为：流经薄壁小孔时的压力损失为：第129页/共158页lppdQ128)(214第130页/共158页第131页/共158页22pCSQL/d在在0.5L/d4与之间。与之间。第132页/共158页二、油液在缝隙中的流动二、油液在缝隙中的流动的流动的流动一种一种是有两个平面组成是有两个平面组成的平面缝隙的平面缝隙另一种另一种是由两个内、外圆是由两个内、外圆柱表面形成的环状缝隙柱表面形成的环状缝隙第133页/共158页第134页/共158页第135页/共158页blppby2)(221代入上式dydvdydvlppy)(21第136页/共158页cylppv2212)(,0,2vy时42)(221lppc)4(2)(2221ylppv第137页/共158页计算液流通过平面缝隙的流量计算液流通过平面缝隙的流量Q为：为：dyylppbvbdyQ)4()(222202021plb123第138页/共158页第139页/共158页第140页/共158页2bvQ2123bvlpbQ第141页/共158页，第142页/共158页lpdQ123第143页/共158页3312Qdlp第144页/共158页2-6节节 液压冲击、气穴现象等液压冲击、气穴现象等（一）液压冲击的定义（一）液压冲击的定义一、液压冲击一、液压冲击第145页/共158页液压冲击定义液压冲击定义在液压系统中，由于某种原因造在液压系统中，由于某种原因造成油液的压力在某一瞬间突然急成油液的压力在某一瞬间突然急剧上升，产生峰值，并形成压力剧上升，产生峰值，并形成压力波，传播于充满油液的管道内，波，传播于充满油液的管道内，这种现象称为这种现象称为液压冲击液压冲击。第146页/共158页峰值是正常工作压力的好几倍它峰值是正常工作压力的好几倍它会损坏密封装置、管道和液压元会损坏密封装置、管道和液压元件，引起设备振动，产生很大的件，引起设备振动，产生很大的第147页/共158页压冲击。压冲击。5.在容易发生液压冲击的地方，设在容易发生液压冲击的地方，设置卸荷阀或蓄能器。置卸荷阀或蓄能器。第148页/共158页时，油液开始沸腾，形成大量的时，油液开始沸腾，形成大量的气泡气泡。第149页/共158页过大，也会产生气穴。过大，也会产生气穴。第150页/共158页液压泵工作时会造成吸油阻增大，液压泵工作时会造成吸油阻增大，油液来不及填充泵腔，造成过大油液来不及填充泵腔，造成过大的局部真空。的局部真空。第151页/共158页因此为避免气穴现象的发生，必须因此为避免气穴现象的发生，必须采取防止系统局部压力极端降低采取防止系统局部压力极端降低的方法：的方法：第152页/共158页高零件表面加工粗糙度。高零件表面加工粗糙度。第153页/共158页第154页/共158页第155页/共158页体的粘度根据等体的粘度根据等第156页/共158页第157页/共158页