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液压液力知识第三部分讲解
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
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