液体流动时的压力损失

液体流动时的压力损失一、压力损失的基本概念1、基本概念在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失 ，压力损失分为两类：沿程 压力损失和局部压力损失2、沿程压力损失： 油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，这类压力损失是由液体流动时 的内、外摩擦力所引起的。3、局部压力损失： 是油液流经局部障碍（如弯管、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于 液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固 体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失。二、层流、流态、雷诺数1层流和紊流层流：液体质点互 不 干扰， 液 体的流 动 呈线性或 层状， 且平行于管 道轴 线； 紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动以外， 还存在着剧烈的横向运动。层流和紊流是两种不同性质的流态。 层流时，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用； 紊流时，液体流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。 液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用雷诺数来判定。2雷诺数实验表明真正决定液流流动状态的是用管内的平均流速V、液体的运动粘度 v、管径d三个数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数，即上临界雷诺数和下临界雷诺数临界雷诺数：当液流的实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液流为层流，反之液流则为紊流。常见的液流管道的临界雷诺数可由实验求得。 雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要有惯性力和粘性力，雷诺数就是惯性 力对粘性力的无因次比值。对于非圆截面管道来说，Re可用下式来计算Re = 4vR/v式中R为通流截面的水力半径。它等于液流的有效截面积A和它 的湿周X （通流截面上与液体接触的固体壁面的周长）之比，即R=A /x水利半径对管道通流能力影响很大，水利半径大，表明液流与管壁接触少，通流 能力大；水利半径小，表明液流与管壁接触多，通流能力小，易堵塞。三、沿程压力损失1圆管中的流量通过整个通流截面的流量可由对上式积分求得，即圆管通流截面上的平均流速为比较上面两式可知:液体在圆管中在层流流动时，其中心处的最大流速正好等于其平均流速的两倍，即Umax = 2v。2沿程压力损失沿程压力损失为因为q = v n d2/4 ,卩=p v , Re=d v/ v ,代入并整理入称为沿程阻力系数。入的理论值为64/Re，水在作层流流动时的实际阻力系数和理论值是很接近的。液压油在金属圆管中作层流流动时，常取入=75/Re,在橡胶管中入= 80/Re。3紊流时的压力损失紊流流动现象很复杂的， 因此紊流状态下液体流动的压力损失仍用上式来计算，式中的入值不仅与雷诺数Re有关，而且与管壁表面粗糙度有关。四、局部压力损失1、局部压力损失是液体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力处所引起的压力损失。局部压力损为失的计算公式v 为液体的平均流速，一般情况下均指局部阻力后部的流速。 对于液流通过各种标准液压元件的局部损失，一般可从产品技术规格中查到，但 所查到的数据是在额定流量qn时的压力损失 pn，若实际通过流量与其不一样 时，可按下式计算，即2、管路系统中的总压力损失与压力效率管路系统中的总的压力损失等于所有直管中的沿程压力损失和局部压力损失之和，即实际数值比上式计算出的压力损失大。由于存在压力损失，一般液压系统中液压泵的压力 pp 应比执行元件的工作压力pl高Ep,即力效率为由于存在压力损失，一般液压系统中液压泵的压力 pp 应比执行元件的工作压力pl高Ep,即