第二章液压流体力学a.ppt

课前思考题 在一大型工厂里, 有许多台液压设备, 能否用同一油源向各台设备集中供油? 在印刷机械中, 主传动系统没有用到液压传动, 这是为什么? 为什么工程机械中普遍采用液压传动? 《论语》箴言 子曰：“学而时习之，不亦说乎！有朋自远方来，不亦乐乎！人不知而不愠，不亦君子乎！” 曾子曰：“吾日三省吾身：为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？” 子曰：“三人行，必有我师焉。择其善者而从之，其不善者而改之。” [例题]：一轴通过盛满油液的圆筒，已知轴的直径为d , 圆筒 高为h , 轴与圆筒的间隙为δ，当轴以角速度ω旋转时，测得 圆筒所受的扭矩为M，求液体的粘度μ. [解]: 先求轴转动时所受的摩擦力 轴所受的摩擦阻力力矩 轴所受的摩擦阻力力矩与圆筒相等, 故 2. 液压油的温度标准 低温领域: 0°～20 ℃ ， 启动时有危险 常温领域: 20°～30 ℃ ，启动时没有危险，但由于 粘度增大致使效率降低 理想温度领域: 30°～45 ℃ 安全温度领域: 45°～55 ℃ 注意温度领域: 55°～65 ℃ 极限温度领域: 65°～80 ℃ 禁止温度领域: 80°～100 ℃ 绝对不可使用 如在55℃以上工作，每上升8℃寿命减少一半 1．污染的原因 ⑴ 残留物污染 液压元件在制造、储存、运输、安装、维修过程中带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱和灰尘等。 ⑵ 侵入物污染 周围环境中的污染物（空气、尘埃、水滴等）通过一切可能的侵入点，如外露的往复运动活塞杆，油箱的进气孔和注油孔等侵入系统，造成液压油污染。 ⑶ 生成物污染 工作过程中产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状生成物 2．污染的控制 ⑴ 消除残留物污染 液压装置组装前后，必须对其零部件进行严格清洗。 ⑵ 力求减少外来污染 油箱加空气滤清器，向油箱灌油应通过滤油器，维修拆卸元件应在无尘区进行。 ⑶ 滤除系统产生的杂质 安装滤油器，并且要定期检查、清洗或更换滤芯。 ⑷ 定期检查更换液压油 定期检查更换液压油。 四、帕斯卡原理 在密闭容器内，施加于静止液体的压力将以等值传递到液体各点，这就是帕斯卡原理，或称静压力传递原理。 液体内的压力是由外界负 载作用所形成的，即系统的压 力大小取决于负载，这是液压 传动中的一个非常重要的概念。 6. 层流、紊流、雷诺数 液体的流动有两种状态，即层流和紊流。这两种流动状态 的物理现象可以通过一个实验观察出来，这就是雷诺实验。 雷诺实验证明，液体在圆管中的流动状态不仅与管内的平均流速有关，还和管道内径d、液体的运动粘度有关。判定流态的雷诺数Re 对于非圆截面，雷诺数Re可按下式求得 ? 其中：式中 为水力半径：即过流截面与湿周之比； 水力半径的大小反映了管道通流能力的大小。 三、伯努利方程 伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 (一）理想液体微小流束的伯努利方程 1.外力对液体所作的功 理想液体没有粘性，不存在内摩擦力， 外力仅为两断面上的压力，压力作的功： W=p1dA1ds1-p2dA2ds2 = p1dA1u1dt-p2dA2u2dt 由连续性方程：dA1u1 =dA2u2=dq 代入得：W= dqdt(p1-p2) 2.液体机械能的变化 动能变化：ΔEk=ρdqdtu22/2-ρdqdt u12/2 位能变化：ΔEp=ρgdqdth2-ρgdqdth1 机械能变化：ΔE=ΔEk+ΔEp ? 这就是理想液体微小流束的伯努利方程。式中： 、 ——单位重量液体的压力能，也叫比压能； 、 ——单位重量液体的动能，也叫比动能； 、 ——单位重量液体的位能，也叫比位能。 物理意义： 在密闭管道内作恒定流动的理想液体，具有三种形式的能量。即压力能、动能和位能，它们之间可以相互转化，但在管道内任一处，这三种能量的总和是一定的。 （二）实际液体总流的伯努利方程