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* * * * * * * * * * * * * * 哈工大(威海) 液压传动 主讲：贾宝贤 哈工大(威海) 液压传动 主讲：贾宝贤 液压传动之流体力学 * 贾宝贤 5687026 Fluid Mechanics §3-4孔口和缝隙液流 * 在液压系统中，液流流经小孔或缝隙的现象是普遍存在的，它们有的用来调节流量，有的造成泄漏而影响效率。不管是哪一种，都涉及到小孔或缝隙的流量问题。 一、流经小孔的流量—用于节流调速计算 管路上的小孔按其长径比l/d可分成三种： ①薄壁小孔： ②细长小孔： ③短孔： 一、小孔流量 * （一）薄壁小孔 ，用于阀口 Cd—流量系数，由孔的形状决定的系数，按不同情况查式(3-49)、(3-50)、表3-5、3-6 A0 —小孔的通流面积，即小孔的横截面积。 Δp—小孔两端的压差 (3-48) （二）短孔 * （二）短孔 ，用于固定节流器 Cd—流量系数，由孔的形状决定的系数，图(3-28) A0 —小孔的通流面积，即小孔的横截面积。 Δp—小孔两端的压差 (3-48) （三）细长孔 ，用于固定节流器 (3-33) 小孔流量的通用公式 * 流经小孔的流量可用一个统一的公式计算： C—流量系数，由孔的形状和液体性质决定的系数 AT —小孔的通流面积，即小孔的横截面积。 Δp—小孔两端的压差 m—由小孔长径比决定的指数 ①薄壁小孔：m=0.5 ②细长小孔：m=1.0 ③短孔：0.5 m1.0 二、缝隙液流 * （一）流经平行平板缝隙的流量 (3-58) l—间隙长，b—间隙宽，h—间隙高，u0—相对速度 u0与压降 同向为+ 反向为- （二）流经同心环形缝隙的流量 * 当间隙hd/2时，可将其看成平行平板缝隙的流动。间隙宽度b=πd，代入式(3-58) (3-62) l—间隙长， d—圆柱直径， h—间隙量，h=R-r u0—相对速度 （三）流经偏心环形缝隙的流量 * (3-65) 式中ε为相对偏心率， ε =e/h0， h0为平均间隙，即内外圆同心时，在半径方向上的缝隙值， h0=R-r 。 §3-5气穴现象 * 一、空气分离压和饱和蒸气压 液压油中所含空气体积的百分数称为它的含气量。空气可溶解在液压油中，也会以气泡的形式混和在液压油中。空气在液压油中的溶解量和液压油的绝对压力成正比(亨利法则)，如图3-36(a)所示。油的压力降低时，溶解在油中的气体会从油中分离出来，如图4-36(b)所示。 在一定温度下，当液压油压力低于某值时，溶解在油中的过饱和空气将会突然地迅速从油中分离出来，产生大量气泡，这个压力称为液压油在该温度下的空气分离压。 一、空气分离压和饱和蒸气压 * 在静止状态下的溶解度与时间的关系如图3-37所示，这就是溶解速度。当液压油在某温度下的压力低于一定数值时，油液本身迅速汽化，产生大量蒸气气泡，这时的压力称为液压油在该温度下的饱和蒸气压。一般说来，液压油的饱和蒸气压相当小，比空气分离压小得多。饱和蒸气压和温度的关系如图3-38所示。 由此可见要使液压油不产生大量气泡，它的最低压力不得低于液压油所在温度下的空气分离压。 二、节流口处的气穴现象 * 当液流流到图示的节流口的喉部位置时，根据伯努利方程，该处的压力要降低。如该处压力低于液压油工作温度下的空气分离压，溶解在油中的空气将迅速地大量分离出来，变成气泡，产生气穴。 气穴发生时，液流的流动特性变坏， 特别是当带有气泡的液压油被带到下游高压部位时，周围的高压使气泡绝热压缩，迅速崩溃，局部可达到非常高的温度和冲击压力。这样的局部高温和冲击压力，一方面使那里的金属疲劳，另一方面又使液压油变黑，对金属产生化学腐蚀作用，因而使元件表而受到侵蚀、剥落，或出现海绵状的小洞穴。节流口下游部位常可发现这种腐蚀的痕迹。这种现象称为气蚀。 在液压元件中，只要某点处的压力低于液压油所在温度下的空气分离压，也会产生气穴现象。 三、减小气穴现象的措施 * 在液压系统中的任何地方，只要压力低于空气分高压，就会发生气穴现象。为了防止气穴现象的产生，就要防止液压系统中的压力过度降低，具体措施如下： (1)减小阀孔前后的压差，一般希望阀孔前后的压力比p1/p2＜3.5。 (2)正确设计和使用液压泵站。 (3)提高管道的密封性能，防止空气的渗入。 (4)提高零件的抗气蚀能力—增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙