液压传动与气压传动_2液压流体力学.ppt

第二章 液压流体力学 ;一、液压技术基础知识 ??? 本章讲述液压传动的工作介质---油液的种类、物理性质、研究油液的静力学、运动学和动力学规律。 二、液压介质 液压介质要完成的功能有： 传递能量和信号； 润滑液压元件，减少摩擦和磨损； 散热； 防止锈蚀； 密封液压元件对偶摩擦副中的间隙； 传输、分离和沉淀非可溶性污染物； 为元件和系统失效提供诊断信息等等。 ;第一节 油液的主要物理性质 一、粘性 1） 粘性的概念 　　 液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。 液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。如图： ;; 由试验得：内摩擦阻力T与油层接触面积A，相对运动速度du成正比，与油层距离dz成反比，还与油液的性质有关，即： T= μAdu/dz μ为比例常数，有时称为粘性系数或粘度。以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则 ???????????????????????τ=μdu /dz??????????? （1-5） ???? 这就是牛顿的液体内摩擦定律。;2） 粘度 ??? 液体的粘性大小可用粘度来表示。粘度的表示方法有动力粘度μ、运动粘度ν、相对粘度。 ??? （1）动力粘度μ 式（1-5）中μ为由液体种类和温度决定的比例系数，它是表征液体粘性的内摩擦系数。 如果用它来表示液体粘度的大小，就称为动力粘度，或称绝对粘度。 动力粘度μ的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的单位为Pa·s（帕·秒，N·s/m2 ）。 ;（2） 运动粘度ν 液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值，称为液体的运动粘度ν， 即 ν=μ/ρ???????????????????? （1-6） 运动粘度的单位为m2 /s。 就物理意义来说，ν不是一个粘度的量，但习惯上常用它来标志液体粘度，液压油液的粘度等级是以40℃时运动粘度（以mm2/s计）的中心值来划分的。 例如，牌号为L—HL22的普通液压油在40℃时运动粘度的中心值为22 mm2/s（L表示润滑剂类，H表示液压油，L表示防锈抗氧型）。;（3）相对粘度 ?  相对粘度又称条件粘度，它是按一定的测量条件制定的。根据测量的方法不同，可分为恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、雷氏粘度Re等。我国和德国等国家采用恩氏粘度。 3） 粘度的影响因素　? 液体的粘度随液体的压力和温度而变。 对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小，通常忽略不计。 液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小越好。; 二、压缩性 ?? 液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的可压缩性。 液体的压缩性可用体积压缩系数 β表示。 ?????????????????????? 液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以表示， 即???????????? K＝1/ β 液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。????????????????? ???? ;封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。 液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响。 ?????????;三、油液中的气体对粘性及压缩的影响 ???? 气体混入液体有两种方式： 溶入：对粘性和压缩性没影响。 混入：使液体的粘度增加，体积弹性模量减小。　　;第二节 流体静力学;一、液体静压力及其特性 作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。 质量力：单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于加速度。 表面力：是与液体相接触的其它物体（如容器或其它液体）作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力，这是内力。 单位面积上作用的表面力称为应力，它有法向应力和切向应力之分。当液体静止时，液体质点间没有相对运动，不存在摩擦力，所以静止液体的表面力只有法向力。;由于液体质点间的凝聚力很小，不能受拉，只能受压，所以液体的静压力具有两个重要特性： 液体静压力的方向总是作用在内法线方向上； 静止液体内任一点的液体静压力