佳木斯大学机械工程学院液压课件 第二章.ppt

本章导读 学习目标 §2.1 液压传动的工作介质 表2-3 常见液流管道的临界雷诺数 §2.4 液体流动时的压力损失 实际粘性液体在流动时存在阻力，为了克服阻力就要消耗一部分能量，这样就有能量损失。在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，这就是实际液体流动的伯努利方程式中的hw项的含义。液压系统中的压力损失分为两类，一类是油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称之为沿程压力损失。这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。另一类是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失。 压力损失过大也就是液压系统中功率损耗的增加，这将导致油液发热加剧，泄漏量增加，效率下降和液压系统性能变坏。液体的流态不同，沿程压力损失也不同。 本章小结 本章介绍了液压传动所涉及的流体力学基础内容，为以后学习、分析、使用及设计液压元件及系统打下必要的理论基础。 液压传动工作介质的性质包括液体的密度、可压缩性和粘度，重点是工作介质粘度的三种表示方法。了解液压油的污染途径和防污措施。 液体静力学，这部分内容相对简单，其中重点是压力的表示方法及静止液体中的压力传递原理。难点是液体静压力作用在固体壁面上的力。液体动力学方面知识主要是液体动力学三大方程：连续性方程、伯努利方程和动量方程。 液压系统中的压力损失分为两类，一类是油液沿等直径直管流动时所产生的沿程压力损失，。另一类是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时产生的局部压力损失。 液压冲击的危害很大，会使管道破裂、引起液压系统的振动和冲击噪声。因此在液压系统设计时要考虑这些因素，应当采取缓冲、限流速等方法加以防护。空穴现象能使液压装置产生噪声和振动，使金属表面受到腐蚀，所以在本章的最后给出了空穴现象产生的机理及防范方法。 雷诺数是液体在管道中流动状态的判别数。对于不同情况下的液体流动状态，如果液体流动时的雷诺数Re相同，它的流动状态也就相同。液流由层流转变为紊流时的雷诺数和由紊流转变为层流时的雷诺数是不相同的，后者的数值要小，所以一般都用后者作为判断液流状态的依据，称为临界雷诺数，记作Recr。当液流的实际雷诺数Re小于临界雷诺数Recr时，液流为层流；反之，为紊流。 雷诺数的物理意义：雷诺数是液流的惯性作用对粘性作用的比。当雷诺数较大时，说明惯性力起主导作用，这时液体处于紊流状态；当雷诺数较小时，说明粘性力起主导作用，这时液体处于层流状态。 §2.3 液体动力学 20-100 锥状阀口 1000 光滑的偏心环状缝隙 260 圆柱形滑阀阀口 1100 光滑的同心环状缝隙 400 带槽的偏心环状缝隙 1600-2000 橡胶软管 700 带槽的同心环状缝隙 2000-2320 光滑的金属圆管 Recr 管道的材料与形状 Recr 管道的材料与形状 在自然界中，多数流动为紊流，而在液压传动中，由于管径或缝隙尺寸较小，流速较低，而油液的粘度又较大时，则常为层流。 3.3 连续性方程 连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式。液体在具有不同横截面的任意形状管道中作定常流动时，可任取1、2两个不同的通流截面，其面积分别为A1和A2，在这两个截面处的液体密度和平均流速分别为ρ1、υ1和ρ2、υ2 ，根据质量守恒定律，在单位时间内流过这两个截面的液体质量相等，即： 当忽略液体的可压缩性时，即ρ1=ρ2 ，则有： 由此得： q1= q2或q =? A = const（常数） §2.3 液体动力学 3.4 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具体表现形式。为了研究方便，我们先讨论理想液体的伯努利方程，然后再对它进行修正，最后给出实际液体的伯努利方程。 （1）理想液体的伯努利方程 由于截面1、2是任意取的，所以上式也可写成：