2液体流体力学基本.ppt

教学要求 液压传动是以液体作为工作介质进行能量的传递。 1、了解液体的物理性质，静压特性、方程、传递规律，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学规律，掌握静力学基本方程、压力表达式和结论?； 2、了解流动液体特性、传递规律，掌握动力学三大方程、流量和结论； 3、了解流量公式、特点、两种现象产生原因，掌握薄壁孔流量公式及通用方程、两种现象的危害及消除。 重点、难点 液压油的粘性和粘度 粘温特性 静压特性 压力形成 静力学基本方程 流量与流速的关系，三大方程的形式及物理意义 本章目录 第一节 液体的物理性质 流体的密度和重度 液体的密度 液体的可压缩性 液体的弹性模量K 液体的粘性和粘度 液体的粘性 液体的粘度 度量液体粘性大小的物理量 对同一种介质，其运动粘度新旧牌号对比如下表所示： 相对粘度 雷式粘度〞R——英国、欧洲 赛式粘度SSU——美国 恩式粘度oE——俄国、德国、中国 . 液压油的要求 对液压油液的要求 粘温特性好 有良好的润滑性 成分要纯净 有良好的化学稳定性 抗泡沫性和抗乳化性好 材料相容性好 无毒，价格便宜 压力的分布 压力的表示 1）按测量方式表示 ?水柱高度（m)、水银柱高度（mm) ?单位面积受力值（帕Pa、兆帕MPa、工程大气压at） 2）按测量基准不同表示 ?pp0 p表压=p相对= p绝对– p0 ?pp0 p真空度= – p相对=p0 –p绝对 压力的传递 静止液体——密闭容器内压力 等值传递。 流动液体——压力传递时考虑 压力损失。 例 已知：ρ=900kg/m2 F=1000N, A=1X10-3m2 求：在h=0.5m 处p=? 解 表面压力： p0=F/A=1000/1x10-3=106N/m2 h处的压力： p=p0+ρgh=106Pa 帕斯卡原理 在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点。 这就是帕斯卡原理，也称为静压传递原理。图示是应用帕斯卡原理的实例，作用在大活塞上的负载F1形成液体压力p= F1/A1 。为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力 F2= pA2= F1A2/A1。由此可得： 液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。 液体内的压力是由负载决定的。 帕斯卡原理应用 已知：D=100mm, d=20mm, G=5000kg 求： F=？ G=mg=5000kgx9.8m/s2 =49000N 由p1=p2 则F/(πd2/4)=G/（πD2/4) F=(d2/D2)G =(202/1002)49000=1960N 压力的计算 液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的作用。 实验 2.流线、流束、流管、通流截面： 流线：液流中各质点的速度方向相切的曲线。 流束：许多流线组成的一束曲线。 流管：通过一条封闭曲线的密集流线束。 通流截面：垂直于流动方向的截面，也称为过流截面。 3.流速、流量 流量：单位时间内流经某通流截面流体的体积，流量以q表示，单位为 m3 / s 或 L/min。 流速：流体质点单位时间内流过的距离，实际流体内各质点流速不等。 平均流速：通过流体某截面流速的平均值。 4、液体的流态 1）实验 2）流态 ?层流： 分层、稳定、 无横向流动。 ? 湍流： 不分层、不稳定、有横向流动。 3）判定流态 ?雷诺数Re ?临界雷诺数Rec ?判定方法 Re Rec——层流 Re Rec——湍流 流体的连续方程 液体在管内作恒定流动，任取1、2两个通流截面，根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体流量相等，即： 2、实际液体伯努利方程 动量方程 例题：阀芯打开时受力分析 1.液体受力 Fx=ρq(β2v2cos90–β1v1cosθ) 取β1=1 则 Fx=–ρqβ1v1cosθ 2.阀