第1章流体力学课件.ppt

第 1 章 流体力学基础 　　 　　 （3） 相对粘度 　　 相对粘度是指液体在某一测定温度下，依靠自重从恩氏粘度计的　　　 测定管中流出　　　 所需时间　与　　 时同体积蒸馏水流出时间　的比值，用符号　 表示 　　　　　 　　　 相对粘度与运动粘度的换算关系为 　 4.粘度的影响因素 影响粘度的因素是温度和压力。 （1） 温度 温度升高液体体积膨胀，液体质点间的间距加大，内聚力减小，在宏观上体现为液体粘度的降低。一般矿物油型液压油的粘温关系如下： 式中 —液压油在 ℃时的运动粘度； —液压油在40℃时的运动粘度； n —指数，见下表1—3。 1.2 液体静力学 所谓“静”力学是指研究液体处于受力平衡状态时的力学规律的学科。 ⒈⒉1　液体静压力及其特性 　 ⒈ 液体的静压力 　 处于受力平衡状态的流体所受到的作用在内法向方向上的应力称为流体的静压力。 　 ⒉　液压冲击产生的原因 在管道阀门突然关闭或运动部件快速制动时会产生液压冲击。 在阀门突然关闭或运动部件快速制动等情况下，液体在系统中的流动会突然受阻。这时，由于液流的惯性作用，液体就从受阻端开始，迅速将动能逐层转换为液压能，因而产生了压力冲击波；此后，这个压力波又从该端开始反向传递，将压力能逐层转化为动能，这使得液体又反向流动；然后，在另一端又再次将动能转化为压力能，如此反复地进行能量转换。 由于这种压力波的迅速往复传播，便在系统内形成压力振荡。这一振荡过程，由于液体受到摩擦力以及液体和管壁的弹性作用不断消耗能量，才使振荡过程逐渐衰减而趋向稳定，产生液压冲击的本质是动量变化。 回首页 整理后得 （1-93） 式中， ，为压力冲击波在管中的传播速度。 1) 管道阀门关闭时的液压冲击 设管道截面积为 ，产生冲击的管长为 ，压力冲击波第一波在 长度内传播的时间为　，液体的密度为　，管中液体的流速为　，阀门关闭后的流速为零，则由动量方程得： 应用式（1-93）时，需要先知道 c 值的大小，而c值不仅与液体的体积弹性模量 K 有关，而且还与管道材料的弹性模量 E、管道的内径 d 及壁厚δ有关。在液压传动中 c 值一般在900～1400m/s之间。 若流速　不是突然降为零，而是降为　 ，则式（1-93）可写成 （1-94） 回首页 （1-95） 2) 运动部件制动时的液压冲击 设总质量为∑m的运动部件在制动时的减速时间为△t，速度减小值为△v，液压缸有效面积为A，则根据动量定理得 （1-96） 设压力冲击波在管中往复一次的时间为　，其中 。 当阀门关闭时间 　 时称为突然关闭，此时压力蜂值很大，这时的冲击称为直接冲击，其值可按式（1-93）或式（1-94）计算；当 　 时，阀门不是突然关闭，此时压力峰值较小，这时的冲击称为间接冲击，其 △p 值可按下式计算 　 上式中忽略了阻尼和泄漏等因素，计算结果偏大，但比较安全。 回首页 回首页 式中： ——冲击压力的最大升高值。 ⒊　冲击压力 假设系统正常工作的压力为 ，产生压力冲击时的最大压力为 ⒋　减小压力冲击的措施 减小液压冲击的主要措施有： 1) 尽可能延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。 2) 正确设计阀口，限制管道流速及运动部件速度，使运动部件制动时速度变化比较均匀。 　 3) 在某些精度要求不高的工作机械上，使液压缸两腔油路在换向阀回到中位时瞬时互通。 　 4) 适当加大管道直径，尽量缩短管道长度。