液压液力知识第三部分讲解.ppt

第二章 液压流体力学基础;一、液体静压力及其特性; 1、静压力：是指液体处于静止状态时，其单位面积上所收的法向作用力。静压力在液压传动中简称为压力，而在物理学中则称为压强。可表示为： P=F/A; （1）液体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向。液体只能保持一定的体积，不能保持固定的方向，不能承受拉力和剪切力。所以只能承受法向压力。 （2)静止液体中任何一点所受到各个方向压力都相等。如果液体中某一点所受到的各个方向的压力不相等，那么在不平衡力作用下，液体就要流动，这样就破坏了液体静止的条件，因此在静止液体中作用于任一点的各个方向压力必然相等。;二．液体静压力基本方程;;等压面的选取;三.压力的表示方法;绝对压力、相对压力与真空度的相互关系;压力单位: SI制中用N/m2,即Pa表示. 工程单位:kgf/cm2,即1kgf/cm2称为一个大气压,而一个标准大气压相当于 1.033 kgf/cm2. 利用水柱、汞柱或巴（bar）表示液体压力，其关系为： 一个大气压= 1kgf/cm2=9.81×104 N/m2=105 Pa=1bar 1米高水柱= 9.81×103 N/m2=0.1 kgf/cm2 1毫米高汞柱= 1.33×102 N/m2=1.359×10-3 kgf/cm2; 由静压力基本方程式 p=p0+γh 可知，液体中任何一点的压力都包含有液面压力p0，或者说液体表面的压力p0等值的传递到液体内所有的地方。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。;帕斯卡原理应用实例;2、油液压力作用在曲面上的总作用力;结论：;§3-2 流体动力学;Date; 流线：某一时刻液流中一条条反映各质点运动状态的曲线，在曲线上各点处的瞬时速度方向与该点处的切线方向重合。流线是一条条光滑的曲线，既不能相交，也不能转折。 迹线：液流中某一质点的运动 轨迹。可能相交或转折。 流束：在液体中取不平行于流线的微小面积ΔA，过ΔA的流线集合称为流束。 流管：由无数流线组成的管状封闭面叫做流管。 ;一、基本概念;渐变流动：流线间夹角及曲率很小时，过流面近似平面的流动。;二、流态、雷诺数;二、流态、雷诺数;三、连续性方程;三、连续性方程;四、伯努力方程;（1）位能，因距地面有一 定高度，故有位能mgh1， 因此单位重量的油的位?? 为mgh1/mg=h1。 （2）动能，质量为m的油 的动能为mv12 /2，因此单 位重量的油的动能为 mv12 /2mg= v12 /2g。 （3）压力能，流量为Q1的油在管道内以v1的速度流动作功，液压功率为p1 Q1，功为p1 Q1t，流量为Q1的油在t时间内的重量为Q1tρg，因此单位重量的油的液压能为 p1 Q1t / （Q1t ρg ）= p1/ (ρg )。 故在管道断面a处，单位 重量的油具有的总能量为：;1.理想液体的伯努利方程;理想液体的伯努利方程;伯努利方程的适用条件为： ①稳定流动的不可压缩液体，即密度为常数。 ②液体所受质量力只有重力，忽略惯性力的影响。 ③所选择的两个通流截面必须在同一个连续流动的流场中是渐变流（即流线近于平行线，有效截面近于平面）。而不考虑两截面间的流动状况。 ;2.实际液体的伯努利方程;Date;例：液压泵装置如图示，油箱表面和大气相通。试分析吸油高度H对泵工作性能的影响。 解：以油箱液面为基准面1-1，泵进口处管道截 面为计算面2-2。建坐标系 对此两面列伯努力方程 方程中 p1=0,h1=0,v1≈0,h2=H, 故 ;式中ρgH 为液体提升高度H所需压力， ρv22 /2 为液体产生速度v2所需压力， hw 为液体在管道中的压力损失。 当泵安装在液面之上时，H＞0，故p2＜0，即泵进口处的绝对压力小于大气压力，形成真空，液压油在大气压力作用下进入泵内。 当泵安装在液面以下时，H＜0，当p2＞0时 ，即泵进口处的绝对压力大于大气压力，液压油自行灌入泵内。 分析：泵的吸油高度H越小，泵越容易吸 油，油泵一般均安装在油箱液面以上，一般H小于0.5米。;应用伯努利方程解决实际问题的一般方法归纳如下：;五、动量方程;液体从A1-A2位置流到A1′-A2′位置，因稳定流动，液体段A1′-A2各点的流速质量和体积不变，故动量无变化。因此液体A1-A2的动量变化等于液体段A2-A2′的动量与液体段A1-A1’的动量之差。 即 Δ(m v)=(m v2) （A2-A2′）- (m v1) （A1-A1′） = ρA2v2Δt v2 – ρA1v1Δt v1 = ρQ Δt