第1章 液压气动基础知识.ppt

第1章 液压、气压传动基础理论 1.5.3 伯努利方程 (能量守恒定律) 应用伯努利方程时注意 选取适当的水平基准面 选取两个缓变过流断面 在两断面上各选定一个高度已知的点 对该两点列写伯努利方程 一个参数已知 一个参数要求 物体动量的变化率等于作用在物体上外力的和 恒定流动 －平均流速代替瞬时流速 －平均动量代替实际动量的动量修正系数 第1章 液压、气压传动基础理论 1.5.4 动量方程 动量方程用于求解流体作用于限制其流动的固体壁面的作用力 第1章 液压、气压传动基础理论 1.5.4 动量方程 注意：控制体积选取的是否正确与恰当。 控制体积应恰好完全包含受所求总作用力影响的全部流体，且流入、流出界面上的压力和速度应为已知。 第1章 液压、气压传动基础理论 1.5.4 动量方程 例：如图所示，求 R＝？q1、q2＝？ 解：平板作用于射流的力为F，且F＝－R，垂直于平板 所以 有 沿平板方向 由连续方程有 解得 有 且 当 F 第1章 液压、气压传动基础理论 1.5.4 动量方程 关于液动力的说明 1.6.1 层流、紊流、雷诺数 1.层流和紊流 层流－ 线性或层状,平行于管道轴线 紊流－ 轴向运动＋横向运动 受粘性制约, 摩擦损失 存在惯性力, 动能损失 2.雷诺数 圆管 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6 流体在管道中的流动 层流 紊流 －临界雷诺数 金属圆管 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.2 圆管中的层流流动 在圆管流动中取一微小圆柱体 力平衡方程 —内摩擦力，为使其为正加一负号 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.2 圆管中的层流流动 令 得 积分得 c—为积分常数，由边界条件确定 得 当r＝R时，u＝0，得 当r＝0时 管内半径方向流速按抛物线分布 管轴上流速最大 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.2 圆管中的层流流动 流量： 在半径r处取dr厚度的微小环形面积，流过该面积的流量为 积分得 平均流速 管径对流量影响显著 平均流速为最大流速的一半 a = 2 b = 4 3 , 动能、动量修正系数 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.3 圆管中的紊流流动 流体质点流速大小、方向时刻变化 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.3 圆管中的紊流流动 时均流速 流速分布 时均压力 动能、动量 修正系数 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.4 流体在管道中流动时的能量损失 流体流动时克服粘性摩擦阻力而产生能量损失 能量损失表现为压力降低 实际流体的粘性 损耗 热量 压力降低 系统温度升高 沿程压力损失 －直管中因摩擦而产生 沿程阻力系数 层流 局部压力损失 －管道截面突然变化、 液流方向改变 或其它形式液流阻力而产生 第1章 液压、气压传动基础理论 1.6.4 流体在管道中流动时的能量损失 总损失 压力损失 1.7.1 不可压缩流体流过薄壁小孔 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 孔口 薄壁孔 短孔 细长孔 液压与气动技术中，一般均为小孔口 孔口 小孔口 大孔口 孔口断面上速度均布 孔口断面上速度不均布 液体流过薄壁小孔 流束收缩系数 出流系数 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 能量方程 解得 速度系数 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 1.7.2 不可压缩流体流过短孔及细长孔 短孔壁厚影响液体出流，流量公式 出流系数与薄壁孔不同 细长孔流量公式 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 在液压技术中，孔口出流为淹没出流，Ac位置不易确定，故以2—2面处压力进行计算。 定义流量系数 实测 则薄壁孔流量公式为 Cd—由实验确定 流量系数： 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 细长孔流量与压差和粘度有关，温度变化，粘度变化，引起流量变化。 薄壁孔流量与粘度没有直接有关，温度变化，引起流量变化不大。 为减少影响流量的因素，液压技术中节流阀阀口多采用薄壁孔或近薄壁孔结构形式。 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 1.7.3 可压缩流体流过节流小孔 由能量方程和相应的状态方程求得流量特性 当p1、T1恒定，qm仅为pc的函数 最大流量为 对于空气 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的特性 则有 壅塞现象：孔口出口压力下降，流量增加； 当出口压力与入口压力比达临界值时，流量达最大而不再随出口压力下降而增加。 气动系统中，执行元件入口压力与阀入口压力之比达临界值时，气体流量达最大，输出速度亦达最大。再降低执行元件入口压力，速度也不增加。 第1章 液压、气压传动基础理论 1.7 流体流经孔口和缝隙的