《液体流体力学基础》PPT课件.ppt

总 目 录下一页上一页结束本 章 目 录 教 学 要 求重 点 难 点 液 压 传 动 是 以 液 体 作 为 工 作介 质 进 行 能 量 传 递 的 ， 因 而 ， 了解 液 体 的 物 理 性 质 ， 掌 握 液 体 在静 止 和 运 动 过 程 中 的 基 本 力 学 规律 ， 对 于 正 确 理 解 液 压 传 动 的 基本 原 理 ， 合 理 设 计 和 使 用 液 压 系统 都 非 常 必 要 。 总 目 录 返 回 本 章下一页上一页结束 教 学 要 求 液 压 传 动 是 以 液 体 作 为 工 作 介 质 进 行 能 量 的 传 递 。 1、 了 解 液 体 的 物 理 性 质 ， 静 压 特 性 、 方 程 、 传 递规 律 ， 掌 握 液 体 在 静 止 和 运 动 过 程 中 的 基 本 力 学 规律 ， 掌 握 静 力 学 基 本 方 程 、 压 力 表 达 式 和 结 论 ； 2、 了 解 流 动 液 体 特 性 、 传 递 规 律 ， 掌 握 动 力 学 三大 方 程 、 流 量 和 结 论 ； 3、 了 解 流 量 公 式 、 特 点 、 两 种 现 象 产 生 原 因 ， 掌握 薄 壁 孔 流 量 公 式 及 通 用 方 程 、 两 种 现 象 的 危 害 及消 除 。 总 目 录 返 回 本 章下一页上一页结束 重 点 、 难 点 液 压 油 的 粘 性 和 粘 度 粘 温 特 性 静 压 特 性 压 力 形 成 静 力 学 基 本 方 程 流 量 与 流 速 的 关 系 ， 三 大 方 程 的形 式 及 物 理 意 义 总 目 录 返 回 本 章下一页上一页结束 本 章 目 录第 一 节 液 体 的 物 理 性 质第 二 节 流 体 静 力 学 基 础第 三 节 流 体 动 力 学 基 础第 四 节 液 体 流 动 时 的 液 力 损 失第 五 节 液 体 流 经 小 孔 和 缝 隙 的 流 量第 六 节 液 压 冲 击 和 空 穴 现 象 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 一 节 液 体 的 物 理 性 质流 体 的 密 度 和 重 度液 体 的 可 压 缩 性液 体 的 粘 性 和 粘 度液 压 油 的 类 型 和 选 用液 压 油 的 污 染 和 控 制液 压 油 的 要 求主 要 内 容 ： 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 流 体 的 密 度 和 重 度 液 体 的 密 度 VM液 压 油 的 密 度 为 900kg/m3n液 体 的 重 度 VG液 压 油 的 重 度 为 8800N/m3n重 度 与 密 度 的 关 系 g 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 体 的 可 压 缩 性 液 体 的 弹 性 模 量 K ll plAlA AFVVpK / l液 体 产 生 单 位 体 积 相 对 压 缩 量 所 需 的 压 力 增 量l液 压 油 弹 性 模 量 为 K=(1.42.0)X109Pal等 效 （ 常 用 ） 弹 性 模 量 为 K=(1.42.0)X109Pa 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 体 的 粘 性 和 粘 度液 体 的 粘 性 yuAF dd 液 体 在 外 力 作 用 下 流 动时 ， 液 体 分 子 间 的 内 聚 力（ 内 摩 擦 力 ） 阻 碍 其 相 对 运动 的 性 质 yudd 内 摩 擦 力内 摩 擦 应 力 牛 顿 液 体 内 摩 擦 定 律 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 体 的 粘 度 度 量 液 体 粘 性 大 小 的 物 理 量l动 力 粘 度 单 位 速 度 梯 度 上 的 内 摩 擦力 ;是 表 征 液 体 粘 性 的 内 摩 擦系 数 。 PaS单 位 ：/dydu =运 动 粘 度 动 力 粘 度 与 密 度 之 比 值 ， 没 有明 确 的 物 理 意 义 ,但 是 工 程 实 际中 常 用 的 物 理 量 。 = cSt单 位 ： m 2/s,cSt6101 =s2 /m 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 对 同 一 种 介 质 ， 其 运 动 粘 度 新 旧 牌 号 对 比 如 下 表 所示 ：新 N7 N10 N15 N20 N32 N46 N65 N100 N150旧 5 7 10 15 20 30 40 60 80 一 般 地 ， 同 一 种 介 质 比 较 大 小 时 常 用 运 动 粘 度 ,不 是同 一 种 介 质 比 较 大 小 时 一 般 用 动 力 粘 度 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 相 对 粘 度 雷 式 粘 度 R 英 国 、 欧 洲 赛 式 粘 度 SSU美 国 恩 式 粘 度 oE俄 国 、 德 国 、 中 国 单 位 ： 无 量 纲t2oE 200ml 温 度 为 T 的 被 测 液 体 ,流 经 恩 氏 粘 度 计 小孔 （ 2.8mm） 所 用 时 间 t 1， 与 同 体 积 20摄 氏 度的 水 通 过 小 孔 所 用 时 间 t2之 比 。t1 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 . 3.几 点 说 明l 恩 氏 粘 度 与 运 动 粘 度 关 系 ： 61031.631.7 EE l 影 响 粘 度 的 因 素l 调 和 油 的 粘 度 新 油掺 配 后 组 成 （和由 EbaEbEa EEEEcbEaEE )% )(100 )(21 212121 粘 度 随 着 温 度 升 高 而 显 著 下 降 （ 粘 温 特 性 ）粘 度 随 压 力 升 高 而 变 大 （ 粘 压 特 性 ）温 度 、 压 力 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 压 油 的 要 求 对 液 压 油 液 的 要 求 粘 温 特 性 好 有 良 好 的 润 滑 性 成 分 要 纯 净 有 良 好 的 化 学 稳 定 性 抗 泡 沫 性 和 抗 乳 化 性 好 材 料 相 容 性 好 无 毒 ， 价 格 便 宜 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 压 油 的 类 型 和 选 用l液 压 油 的 类 型 石 油 型 液 压 油 合 成 型 液 压 油乳 化 型 液 压 油l液 压 油 的 选 用合 适 的 类 型 （ 油 型 ）适 当 的 粘 度 （ 油 号 ）（ 参 见 教 材 中 表 2-2油 的 类 型 及 指 标 ） 液 压 系 统 的 工 作 压 力 压 力 高 ，要 选 择 粘 度 较 大 的 液 压 油 液环 境 温 度 温 度 高 ， 选 用 粘 度 较大 的 液 压 油 。 运 动 速 度 速 度 高 ， 选 用 粘 度较 低 的 液 压 油 。 液 压 泵 的 类 型 各 类 泵 适 用 的粘 度 范 围 见 教 材 中 表 2-3。环 境 因 素运 动 性 能设 备 种 类 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 压 油 的 污 染 及 控 制l 液 压 油 污 染 的 危 害 造 成 系 统 故 障降 低 元 件 寿 命使 液 压 油 变 质影 响 工 作 性 能l 液 压 油 的 污 染 源 系 统 残 留 物外 界 侵 入 物内 部 生 成 物l 污 染 的 控 制 彻 底 清 洗 系 统保 持 系 统 清 洁定 期 清 除 污 物定 期 换 油 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 二 节 液 体 静 力 学 基 础n 压 力 的 概 念n 压 力 的 分 布n 压 力 的 表 示n 压 力 的 传 递n 压 力 的 计 算 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 压 力 的 概 念AFp A lim0 静 止 液 体 在 单 位 面 积 上 所 受 的 法 向 力 称 为 静 压 力 。（ A0） 若 在 液 体 的 面 积 A上 所受 的 作 用 力 F 为 均 匀 分 布时 ， 静 压 力 可 表 示 为 ： p = F / A 液 体 静 压 力 在 物 理 学 上称 为 压 强 ， 工 程 实 际 应 用中 习 惯 称 为 压 力 。 液 体 静 压 力 的 特 性 ： 液 体 静 压 力 垂 直于 承 压 面 ， 方 向 为 该面 内 法 线 方 向 。 液 体 内 任 一 点所 受 的 静 压 力 在 各 个方 向 上 都 相 等 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 压 力 的 分 布 )( AghApAp o （ 压 力 随 深度 线 性 增 加 ；等 深 等 压 。 ） 静 压 力 基 本 方 程 式 p =p0+ gh 重 力 作 用 下 静 止 液 体 压 力 分 布 特 征 ： 压 力 由 两 部 分 组 成 ： 液 面 压 力 p0， 自 重 形 成 的 压 力 gh； 液 体 内 的 压 力 与 液 体 深 度 成 正 比 ； 离 液 面 深 度 相 同 处 各 点 的 压 力 相 等 ， 压 力 相 等 的 所 有 点 组 成等 压 面 ， 重 力 作 用 下 静 止 液 体 的 等 压 面 为 水 平 面 ； 静 止 液 体 中 任 一 质 点 的 总 能 量 p/ g+h 保 持 不 变 ， 即 能 量 守恒 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 压 力 的 表 示1） 按 测 量 方 式 表 示 水 柱 高 度 （ m)、 水 银 柱 高 度（ mm) 单 位 面 积 受 力 值 （ 帕 Pa、 兆 帕MPa、 工 程 大 气 压 at）2） 按 测 量 基 准 不 同 表 示 ppa p表 压 =p相 对 = p绝 对 pa ppa p真 空 度 = p相 对 =pa p绝 对 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 例 2-1 图 2-3所 示 的 容 器 内 充 有 油 液 。 已 知 油 液 的 密 度 900kg/m3， 活塞 上 受 到 的 重 物 作 用 力 W 10000N ， 活 塞 直 径 d=0.2m ， 忽 略 活塞 的 重 量 ， 比 较 活 塞 下 方 深 度 h1 = 1m和 h2 = 0.1m处 的 压 力 。w 2a 1 b 21 w a2 w b 318310 Pa (0.2)4 Pa(318310 8820)Pa(318310 882)Pa10000900 9.8 1 8820900 9.8 0.1 882Pa327130Pa319192PaWp Aggp hp hp p pp p p 图 2-3 液 体 内 压 力 计 算 图结 论 ： 当 外 加 在 液 体 上 的 力 比 液 体 重 力 作 用 所 产 生 的 压 力大 很 多 时 ， 重 力 的 作 用 可 以 忽 略 不 计 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 一 节 静 止 液 体 力 学 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 压 力 的 传 递静 止 液 体 密 闭 容 器 内 压 力 等 值 传 递 。流 动 液 体 压 力 传 递 时 考 虑 压 力 损 失 。例 已 知 ： =900kg/m2 F=1000N, A=1X10-3m2 求 ： 在 h=0.5m 处 p=?解 表 面 压 力 ： p 0=F/A=1000/1x10-3=106 N/m2 h处 的 压 力 ： p=p0+ gh=106 Pa 帕 斯 卡 原 理 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 帕 斯 卡 原 理 在 密 闭 容 器 内 ， 施 加 于 静 止 液 体 的压 力 可 以 等 值 地 传 递 到 液 体 各 点 。 这 就 是 帕 斯 卡 原 理 ， 也 称 为 静 压 传递 原 理 。 图 示 是 应 用 帕 斯 卡 原 理 的实 例 ， 作 用 在 大 活 塞 上 的 负 载 F1形成 液 体 压 力 p= F1/A1 。 为 防 止 大 活 塞下 降 ， 在 小 活 塞 上 应 施 加 的 力 F 2= pA2= F1A2/A1。 由 此 可 得 ： 液 压 传 动 可 使 力 放 大 ， 可 使 力 缩小 ， 也 可 以 改 变 力 的 方 向 。 液 体 内 的 压 力 是 由 负 载 决 定 的 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 帕 斯 卡 原 理 应 用已 知 ： D=100mm, d=20mm, G=5000kg 求 ： F=？ G=mg=5000kgx9.8m/s2 =49000N 由 p1=p2 则 F/( d 2/4)=G/（ D2/4) F=(d2/D2)G =(202/1002)49000=1960N 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 压 力 的 计 算 液 体 和 固 体 壁 面 接 触 时 ， 固体 壁 面 将 受 到 液 体 静 压 力 的 作用 。 Xxx pAplr plrFF 2 dcosd2/ 2/2/ 2/ F=pAx 当 固 体 壁 面 为 平 面 时 ， 液 体压 力 在 该 平 面 的 总 作 用 力 F = p A ， 方 向 垂 直 于 该 平 面 。 当 固 体 壁 面 为 曲 面 时 ， 液 体压 力 在 曲 面 某 方 向 上 的 总 作 用力 F = p Ax ， Ax 为 曲 面 在 该方 向 的 投 影 面 积 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 液 体 动 力 学 基 础液 体 的 流 态 与 流 速流 体 的 动 量 方 程流 体 的 伯 努 利 方 程流 体 的 连 续 方 程 流 体 动 力 学 主 要 研 究 液 体 流 动 时 流 速 和 压 力 的 变 化规 律 。 流 动 液 体 的 连 续 性 方 程 、 伯 努 利 方 程 、 动 量 方程 是 描 述 流 动 液 体 力 学 规 律 的 三 个 基 本 方 程 式 。 前 两个 方 程 反 映 了 液 体 的 压 力 、 流 速 与 流 量 之 间 的 关 系 ，动 量 方 程 用 来 解 决 流 动 液 体 与 固 体 壁 面 间 的 作 用 力 问题 。 主 要 内 容 ： 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 体 的 流 态 和 流 速1.理 想 液 体 、 稳 定 流 动 理 想 液 体 ： 假 设 的 既 无 粘 性 又 不 可 压 缩 的 流体 称 为 理 想 流 体 。 实 际 液 体 ： 有 粘 度 、 可 压 缩 的 液 体 稳 定 流 动 ： 液 体 流 动 时 ， 液 体 中 任 一 点 处 的压 力 、 速 度 和 密 度 都 不 随 时 间 而 变 化 的 流 动 ，称 为 定 常 流 动 或 非 时 变 流 动 。 （ 实 验 ） 非 稳 定 流 动 ： 压 力 、 速 度 、 密 度 随 时 间 变 化的 流 动 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 实 验 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 2.迹 线 、 流 线 、 流 束 、 流 管 、 通 流 截 面 ： 迹 线 ： 液 流 中 某 一 质 点 运 动 过 程 中 所 划 过 的 空 间 轨迹 。 流 线 ： 液 流 中 各 质 点 的 速 度 方 向 相 切 的 曲 线 。 流 束 ： 许 多 流 线 组 成 的 一 束 曲 线 。 流 管 ： 通 过 一 条 封 闭 曲 线 的 密 集 流 线 束 。 通 流 截 面 ： 垂 直 于 流 动 方 向 的 截 面 ， 也 称 为 过 流 截面 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 3.流 速 、 流 量流 量 ： 单 位 时 间 内 流 经 某 通 流 截 面 流 体 的 体 积 ， 流 量以 q表 示 ， 单 位 为 m3 / s 或 L/min。流 速 ： 流 体 质 点 单 位 时 间 内 流 过 的 距 离 ， 实 际 流 体 内各 质 点 流 速 不 等 。平 均 流 速 ： 通 过 流 体 某 截 面 流 速 的 平 均 值 。 A Auq d AqAAuv d Aqv 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 1） 实 验2） 流 态 层 流 ： 分 层 、 稳 定 、 无 横 向 流 动 。 湍 流 ： 不 分 层 、 不 稳 定 、 有 横 向 流 动 。3） 判 定 流 态 雷 诺 数 Re 临 界 雷 诺 数 Rec 判 定 方 法 Re Rec湍 流 4、 液 体 的 流 态 vdRe 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 vdRe物 理 意 义Re无 量 纲 非 圆 管 截 面 e RvR 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 体 在 管 内 作 恒 定 流 动 ，任 取 1、 2两 个 通 流 截 面 ，根 据 质 量 守 恒 定 律 ， 在 单位 时 间 内 流 过 两 个 截 面 的液 体 流 量 相 等 ， 即 ：流 体 的 连 续 方 程依 据 ： 质 量 守 恒 定 律结 论 ： 流 量 连 续 性 方 程 说 明 了 恒 定 流 动 中 流 过 各 截 面的 不 可 压 缩 流 体 的 流 量 是 不 变 的 。 因 而 流 速 与 通 流 截面 的 面 积 成 反 比 。 1v1 A1 = 2v2 A2 不 考 虑 液 体 的 压 缩 性 ， 则 得 q =v A =常 量 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 流 体 的 伯 努 利 方 程1、 理 想 液 体 微 小 流 束 伯 努 利 方 程 假 设 ： 理 想 液 体 作 恒 定 流 动 依 据 ： 能 量 守 恒 定 律 推 导 ： 研 究 流 束 段 ab在 时 间 dt内 流 到 ab 外 力 对 流 束 段 ab所 做 的 功 W 流 束 段 aa -bb 能 量 的 变 化 E 动 能 位 能 外 力 做 功 =能 量 变 化 W= E gg 22221 21 h2uph2up 1 )pt(pqW quAuA tuAptuApsApsApW 212211 22221111222111 dd dd而d dddddddd thqthqE 2utq2utqE 122 21221 dgddgd dddd 所 以 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 2、 实 际 液 体 伯 努 利 方 程 pghpghp vv 2222221111 2121 实 际 液 体 ： 有 粘 性 、 可 压 缩 、 非 稳 定 流 动 。 速 度 修 正 : 动 能 修 正 系 数 平 均 流 速 代 替 实 际 流 速 ， 考 虑 能 量 损 失 hw ghghpghup wu 22 222111 22 21 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束m2v2 动 量 方 程)( 1122 vvqF 依 据 ： 动 量 定 理 m1v1F t 12 121122 vvq vvtVVmt vmvmF 1 2-动 量 修 正 系 数 ， 湍 流 =1， 层 流 =4/3t(mv)F dd 用 来 计 算 流 动 液 体 作 用 在 限 制其 流 动 的 固 体 壁 面 上 的 总 作 用 力 。推 导 ： 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 例 题 ： 阀 芯 打 开 时 受 力 分 析1.液 体 受 力 Fx= q( 2v2cos90 1v1cos ) 取 1=1 则 Fx= q 1v1cos2.阀 芯 受 力 Fx=Fx= q 1v1cos 指 向 使 阀 芯 关 闭 的 方 向 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 液 体 流 动 时 的 压 力 损 失 由 于 流 动 液 体 具 有 粘 性 ， 以 及 流 动 时 突 然 转 弯 或通 过 阀 口 会 产 生 撞 击 和 旋 涡 ， 因 此 液 体 流 动 时 必 然会 产 生 阻 力 。 为 了 克 服 阻 力 ， 流 动 液 体 会 损 耗 一 部分 能 量 ， 这 种 能 量 损 失 可 用 液 体 的 压 力 损 失 来 表 示 。压 力 损 失 即 是 伯 努 利 方 程 中 的 hw项 。 压 力 损 失 由 沿 程 压 力 损 失 和 局 部 压 力 损 失 两 部分 组 成 。 液 流 在 管 道 中 流 动 时 的 压 力 损 失 和 液 流 运动 状 态 有 关 。 流 态 、 雷 诺 数 沿 程 压 力 损 失 局 部 压 力 损 失 总 压 力 损 失 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 1） 实 验2） 流 态 层 流 ： 分 层 、 稳 定 、 无 横 向 流 动 。 湍 流 ： 不 分 层 、 不 稳 定 、 有 横 向 流 动 。3） 判 定 流 态 雷 诺 数 Re 临 界 雷 诺 数 Recr 判 定 方 法 Re Recr湍 流 vdRe 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 流 态 ， 雷 诺 数n雷 诺 实 验 装 置 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 实 验 装 置 通 过 实 验 发 现 液 体 在 管 道 中 流 动 时 存在 两 种 流 动 状 态 ：层 流 粘 性 力 起 主 导 作 用湍 流 惯 性 力 起 主 导 作 用液 体 的 流 动 状 态 用 雷 诺 数 判 断 。如 果 液 流 的 雷 诺 数 相 同 ， 它 的 流 动 状 态也 相 同 。 一 般 以 液 体 由 紊 流 转 变 为 层 流 的 雷 诺数 作 为 判 断 液 体 流 态 的 依 据 ， 称 为 临 界雷 诺 数 ， 记 为 Re cr。 当 Re Recr为 层 流 ； Re Recr为 湍 流 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束1.管 道 中 液 体 速 度 分 布 规 律 由 牛 顿 内 摩 擦 定 律 由 液 柱 受 力 平 衡 tu2ruAF ddrdd Frpp 221 22max 22rR d16 pR4pu0r )r(R4prr2pu rr2pu ll时 ldl dld则 沿 程 压 力 损 失 液 体 在 等 直 径 管 中 流 动 时 因 摩 擦 而 产 生 的 损 失 ，称 为 沿 程 压 力 损 失 。 因 液 体 的 流 动 状 态 不 同 沿 程 压 力损 失 的 计 算 有 所 区 别 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 .2.管 中 液 体 的 平 均 流 速3.沿 程 压 力 损 失 pl32dpl128d/4d1Aqv pl128dRl8pr)rr(Rl4p2q r)rr(Rl4p2rdru2Auq 242 44R0 22 22 流速 d dd流量d 22/6432 222 vdlvdldd lvp 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 4.沿 程 压 力 损 失 系 数 对 于 层 流 理 论 值 =64/Re； 金 属 管 =75/Re; 橡 胶 管 =80/Re 对 于 湍 流 光 滑 管 =0.3164Re-0.25 粗 糙 管 局 Re和 /d从 手 册 上 查 取 22vdlp 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 液 体 流 经 管 道 的 弯 头 、 接 头 、 阀 口 等 处 时 ， 液体 流 速 的 大 小 和 方 向 发 生 变 化 ， 会 产 生 漩 涡 并发 生 紊 动 现 象 ， 由 此 造 成 的 压 力 损 失 称 为 局 部压 力 损 失 。 p= v 2 / 2 为 局 部 阻 力 系 数 ， 其 数 值 可 查 有 关 手 册 。 液 流 流 过 各 种 阀 的 局 部 压 力 损 失 可 由 阀 在 额 定压 力 下 的 压 力 损 失 pn来 换 算 ： p v= pn（ q / qn ） 2 局 部 压 力 损 失 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 总 压 力 损 失 整 个 液 压 系 统 的 总 压 力 损 失 ， 应 为 所 有 沿 程压 力 损 失 和 所 有 的 局 部 压 力 损 失 之 和 （ 通 过 所 有阀 、 直 管 、 弯 管 所 产 生 的 压 力 损 失 之 和 ） 。 vpppp 2 2vdl2 2v2nn qqp + + 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 五 节 液 体 流 经 小 孔 和 缝 隙 的 流 量 小 孔 ： 薄 壁 孔 (l/d 0.5) 细 长 孔 (l/d4） 短 孔 （ 0.5l/d 4) 1.薄 壁 孔 (l/d 0.5) 水 平 放 置 h 1=h2 ;管 径 变 化 大 v110 5时 ， 可 以 认 为 是 不 变 的 常 数 ， 计 算 时 按Cq=0.600.62选 取 ； 不 完 全 收 缩 (d1/d 7)， Cq=0.70.8。 薄 壁 小 孔 因 沿 程 阻 力 损 失 小 ， 流 量 对 油 温 变 化 不 敏 感 ， 因 此 多被 用 作 调 节 流 量 的 节 流 器 。 112TCVq AACCC plA3128pdq T4 2l 2.细 长 孔 (l/d4） 液 流 经 过 细 长 孔 的 流 量 和 孔 前 后 压 差 成 正 比 ， 和 液 体 粘度 成 反 比 ， 流 量 受 液 体 温 度 影 响 较 大 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束4.小 孔 流 量 通 用 公 式 pKAq T m细 长 孔 薄 壁 孔 短 孔 lKm d321 2 3.短 孔 （ 0.5l/d4) P2CAq qTCq应 按 曲 线 查 得 ， 雷 诺 数 较 大 时 ， Cq基 本 稳 定 在 0.8 左 右 。 短 管常 用 作 固 定 节 流 器 25.0 CqKm 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束p12by)ydy(2pbyubqy)y(2pu lpl ppxp0;u时y；0u时0y CyCyxp21u xp1yu yu而xdpy xbyp)b(px)b(ypb 3 0 0 122122 2 lldl dddd积分后得 dddd因此 ddddd整理后得 dddddd buplbq 03 2112 流 体 流 过 缝 隙 流 量1.平 行 扳 缝 隙 流 量 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束du21)1.5p(112dq 023 l du2 1p12dq 03 l 2.同 心 环 缝 隙 流 量3.偏 心 环 缝 隙 流 量 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 六 节 、 液 压 冲 击 与 空 穴 现 象一 、 液 压 冲 击 1、 含 义 ： 由 于 某 种 原 因 致 使 压 力 突 然 增 高 的 现 象 。 pmax=p+ p 2、 原 因 ： 管 道 阀 门 关 闭 p=cv 运 动 部 件 制 动 c=900 1400m/s 3、 后 果 ： 产 生 噪 声 ， 影 响 元 件 和 系 统 寿 命 。 4、 措 施 ： 延 长 流 体 换 向 时 间 ； 缩 短 管 长 ， 加 大 管 径 限 制 管 道 液 体 流 速 ； 设 置 缓 冲 元 件 。 tA vmp )( 1vvcp 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 二 、 空 穴 现 象 原 因 ： 因 为 系 统 内 某 点 的 压 力 突 然 降 低 ， 致 使 液 体 中 析 出 气 泡 的 现 象 。 后 果 ： 气 泡 压 破 产 生 噪 声 ， 元 件 表 面 产 生 点 蚀 。 措 施 ： 避 免 压 力 突 降 。 减 小 压 力 降 ， 降 低 吸 油 高 度h， 加 大 管 径 d， 限 制 液 体 流 速 v， 防 止 空 气 进 入 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 四 、 动 量 方 程 2 12 2 1 1dd d dd V A AF V u A u At 2 1u u u 1 取 控 制 体 作 为 研 究 对 象2 经 过 dt时 间 控 制 体 内 液 体 的 动 量 变 化3 应 用 动 量 定 理4 动 量 修 正 系 数 22d d dm A Au m u u A u Amv vAv v A 5 整 理 后 的 动 量 方 程 2 2 1 1d d ( )d VF u V q v vt 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 四 、 动 量 方 程6 作 恒 定 流 动 的 液 体7 与 其 接 触 的 固 体 壁 面 上 的 作 用 力 F2 2 1 1( )F q v v F F 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 二 节 流 动 液 体 力 学 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 二 节 流 动 液 体 力 学例 2-8 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失一 、 液 体 的 流 动 状 态 1 雷 诺 实 验 层 流 紊 流 2 雷 诺 数 vdRe 4vRRe AR 非 圆 截 面 管 道水 力 半 径圆 管 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失二 、 流 动 液 体 的 沿 程 压 力 损 失（ 一 ） 层 流 流 动 时 的 运 动 规 律 和 沿 程 压 力 损 失 2 21 2 2 0r p r p rl 1 2p p p 2 2( )4 pu R rl 1 取 研 究 对 象2 受 力 分 析3 应 用 牛 顿 定 理令 4 积 分d d2 pu r rl由 液 体 内 摩 擦 定 理 图 2-16 圆 管 中 的 层 流 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失5 圆 管 中 的 流 量6 圆 管 通 流 截 面 上 的 平 均 速 度7 沿 程 压 力 损 失 公 式 40 d ( )2 d4 128RA dpq u A R r r r pl l 232dqv pA l 2 232 2vl lp v dd 结 论 ： 层 流 时 沿 程 压 力 损 失 与 速 度 的 一 次 方 成 正 比 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失（ 二 ） 紊 流 状 态 下 的 沿 程 压 力 损 失三 、 流 动 液 体 的 局 部 压 力 损 失1 局 部 的 概 念2 损 失 的 机 理3 计 算 公 式 2 2vp 22vlp d 结 论 ： 局 部 压 力 损 失 与 速 度 的 二 次 方 成 正 比 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失四 、 管 路 系 统 中 总 的 压 力 损 失注 意 问 题 ： 应 用 上 式 时 ， 只 有 在 两 个 相 邻 局 部 障 碍 之 间 的 长 度 大 于 管 道 直径 的 10 20倍 时 ， 该 式 才 是 正 确 的 。 2 22 2l v vp d 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失五 、 串 联 和 并 联 管 路 的 特 点串 联 ：并 联 ： 1 2 31 2 3q q q qp p p p 1 2 31 2 1 2 3q q q qp p p p p 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 三 节 流 动 液 体 的 能 量 损 失解 此 类 问 题 用 实 际 液 体 的 伯 努 利 方 程 求 解 方 便 。1） 选 取 研 究 截 面2） 判 断 所 选 截 面 处 的 液 流 状 态 3） 对 所 选 截 面 列 出 伯 努 利 方 程 ， 并 对 各 参 数 进 行 分 析 4） 把 截 面 上 各 参 数 代 入 伯 努 利 方 程 ， 并 整 理 s/m08.160)1025(14.3 10324 2332 Aqv吸 油 管 的 流 速 v2为 32 625 10 1.08 1350 232020 10v dRe whgvpzgvpz 22 2222221111 220 2 2 5 2 1.08 900 0.5 900 9.8 0.1 10 14935Pa 2vp p h g p 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 流 动 液 体 过 孔 口 和 缝 隙 的 液 流 特 性一 、 液 体 流 经 孔 口 的 液 流 特 性分 类 ： 薄 壁 孔 ， 细 长 孔 ， 短 孔（ 一 ） 薄 壁 孔 的 压 差 -流 量 特 性2 21 1 2 21 2 1 2 w2 2p pv vz z hg g 2 1 21 2 2( )1 vv p p C p 2 2 c 1 2 d2 2( )vq v A C C A p p C A p 1 伯 努 利 方 程2 过 小 孔 流 速3 过 小 孔 流 量 方 程 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 流 动 液 体 过 孔 口 和 缝 隙 的 液 流 特 性（ 二 ） 细 长 孔 和 短 孔 的 压 差 -流 量 特 性 短 孔 ：（ 三 ） 孔 口 通 用 压 差 -流 量 特 性 公 式4128d pq l细 长 孔 d 2q C A p 其 中 ： Cd = 0.70.8Tq CA p 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 流 动 液 体 过 孔 口 和 缝 隙 的 液 流 特 性二 、 液 体 流 经 缝 隙 时 的 液 流 特 性（ 一 ） 平 行 平 板 间 的 压 差 流 动 特 性1 取 微 小 单 元 体2 受 力 分 析3 力 平 衡 方 程4 整 理5 两 次 积 分 6 缝 隙 的 流 量d ( d )d d ( d )d 0p y p p y x x d /du y 2 2d 1 dd du py x 2 pu h y yl 30 d 12h bhq ub y pl 剪 应 力 图 2-21 平 行 平 板 间 的 液 流 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 流 动 液 体 过 孔 口 和 缝 隙 的 液 流 特 性（ 二 ） 平 行 平 板 间 的 剪 切 流 动 特 性（ 三 ） 平 行 平 板 间 的 压 差 剪 切 流 动 特 性00 d 2h bhq ub y u 3 012 2bh bhq p ul “ ”号 的 确 定 如 下 ： 当 移 动 平 板 运 动 的 方 向 和 压 差 降 低 的方 向 相 同 时 取 “ +”号 ， 相 反 时 取 “ -”号 。 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 流 动 液 体 过 孔 口 和 缝 隙 的 液 流 特 性（ 四 ） 圆 环 缝 隙 的 液 流 特 性1 同 心 圆 环 缝 隙 的 液 流 特 性 30 120 dhu q pl 当 时 3 0 12 2dh dhq p ul 图 2-23 同 心 环 形 缝 隙 间 的 液 流 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 四 节 流 动 液 体 过 孔 口 和 缝 隙 的 液 流 特 性2 流 过 偏 心 圆 环 缝 隙 的 液 流 特 性见 教 材 图 2-24 偏 心 环 形 缝 隙 间 的 液 流 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 五 节 空 穴 现 象 和 液 压 冲 击一 、 空 穴 现 象1 空 穴 现 象 空 气 分 离 压 饱 和 蒸 汽 压2 产 生 空 穴 的 原 因3 空 穴 的 危 害4 空 穴 的 防 止二 、 液 压 冲 击1 液 压 冲 击 现 象2 产 生 冲 击 的 原 因3 冲 击 力 大 小 的 计 算 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 五 节 空 穴 现 象 和 液 压 冲 击（ 1） 液 流 通 道 迅 速 关 闭 时 产 生 的 液 压 冲 击 1pAt Alv 1vp l cvt 11 Kc dKE 动 量 定 理整 理冲 击 波 的 传 播 速 度 图 2-25 液 流 速 度 突 变 引 起 的 液 压 冲 击 总 目 录 返 回 本 章返回本节下一页上一页结束 第 五 节 空 穴 现 象 和 液 压 冲 击（ 2） 运 动 部 件 制 动 时 的 液 压 冲 击