中国地质大学远程教学252流经缝隙的力学特性.ppt

第2章　液压传动基础知识 主要内容 2.1　液压传动的工作介质 2.1.1　液压油的物理特性 1.粘性 1.粘性(续） 2.牛顿内摩擦力 3.粘度的表示方法 3.粘度的表示方法(续） 4.粘度与压力的关系 5.粘度与温度的关系 2.1.2　液压油的作用 2.1.3　对液压油的要求 2.1.4　液压油液的种类和选择 2.1.4　液压油液的种类和选择（续） 2.1.5　液压油液的使用 2.2　液体静力学基本规律 2.压力的表示方法及单位 3.液体静压力的特性 2.2.2　重力作用下静力学基本规律 2.2.2　重力作用下静力学基本规律(续1） 2.2.2　重力作用下静力学基本规律(续2） 2.3　液体动力学基本规律 2.3.1　液体动力学基本概念 2.3.2　流量连续性方程 2.3.3　伯努利方程 2.3.3　伯努利方程（续） 2.3.4　动量方程 2.4　流动液体的能量损失 2.4.1　流态及雷诺判据 2.4.2　能量损失类型 2.4.2　能量损失类型（续） 2.5　流体流经孔口及缝隙的力学特性 2.5.1　流经孔口的力学特性 2.5.1　流经孔口的力学特性(续1） 2.5.1　流经孔口的力学特性(续2） 2.5.2　流经缝隙的力学特性 2.5.2　流经缝隙的力学特性（续） 2.6　液压冲击及气蚀现象 2.6.1　液压冲击现象 2.6.2　气穴及气蚀 2.6.2　气穴及气蚀(续） 沿程压力损失：是指油液沿等直径管流动时所产生的压力损失。这类压 力损失是由于液体流动时各质点间运动速度不同，液体分子间及与管壁 间存在内外摩擦力导致液体流动必须消耗一部分能量来克服这部分阻力 而造成的。 圆管中的层流 在一般可以将液压系统中的压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失 两大类。 局部压力损失：是油液流动时经过局部障碍（如弯管、分支或管路截面 突然变化）时，由于液体的流向和速度的突然变化，在局部形成涡流， 引起油液质点间以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈磨擦而产生的压 力损失 。 突然扩大处的局部损失 2.5.1　流经孔口的力学特性 液体在薄壁小孔中的流动 液体流经小孔的情况可以根据孔长l与孔径d的比值分为三种情况：l/d≤0.5时， 称为薄壁小孔；0.5＜l/d≤4时，称为短孔；l/d＞4时，称为细长孔。 通过薄壁小孔的流量与液体粘度无关，因而流量受液体温度影响较小. 但流量与孔口前后压差的关系是非线性的。 Cd称为小孔流量系数，流量系数一般由实验确定 。Δp为小孔前后压差。 (1) 流经薄壁小孔的流量 液体流经细长小孔的流量将随液体温度的变化而变化。 但细长小孔的流量与孔前后的压差关系是线性的。 A是细长小孔的通流截面积 (2)流经细长孔的流量 液流流经短孔的流量仍可用薄壁小孔的流量计算式，但其中的 流量系数不同 。 式中 A:孔的通流截面积，Δp:孔前后压差， m:由孔结构形式决定的指数,0.5≤m≤1 k:由孔口形式有关的系数 当孔为薄壁小孔时，m=0.5, 为细长小孔时m=1， (3)统一的经过小孔的流量公式 间隙中的流动一般为层流，一种是压差造成的流动称压差流动，另一 种是相对运动造成的流动称剪切流动，还有一种是在压差与剪切同时 作用下的流动其速度和流量是以上两种情况的线性叠加，其公式如下： （a)上下两平板均固定不动，液体在间隙两端的压差的作用下而在间隙中流动，称为压差流动。 （b)两平行平板有相对运动，速度为u0，但无 压差，这种流动称为纯剪切流动。 (1)平行平板间隙的平行流动 环形间隙间的平行流动包括圆柱环形间隙流动、圆锥状环形间隙的 流动以及圆环平面间隙的流动几种形式。可以将环形间隙间的流动近似地看作是平行平板间隙间的流动 。 (2) 环形间隙间的平行流动 2.6.1　液压冲击现象 理想情况下冲击压力的变化规律 实际情况下冲击压力的变化规律 在液压系统中，当极快地换向或关闭液压回路时，致使液流速度急速地 改变(变向或停止)，由于流动液体的惯性或运动部件的惯性，会使系统 内的压力发生突然升高或降低，这种现象称为液压冲击(水力学中称为水 锤现象)。 液压冲击引起的结果 减小液压冲击的措施 1） 延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。 2）限制管道流速及运动部件速度 v管 5m/s ， v缸 10m/min。 3）加大管道直径，尽量缩短管路长度。 4）采用软管，以增加系统的弹性。 液压冲击峰值压力工作压力。引起振动、噪声、导致某些元件如密封 装置、管路等 损坏；使某些元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动 作，影响系 统 正常工作。 * 中国地质大学远程教学 主讲教师：