液压与气压传动 第二版课件 教学课件 ppt 作者 刘忠伟 主编第3次课.pptVIP

机械工程学院 李硕 液压与气压传动 第 3 次 课 上次课重点内容复习 本次课的教学内容 本次课教学重点与难点 本次课基本要求 本次课教学方法 本次课的新内容 1、掌握理想液体、帕斯卡原理等基本概念与理论； 2、掌握静压力基本方程、流量连续性方程、伯努利方程、 动量方程及它们的应用; 液态流体的流动特征（管道流动 孔口流动 缝隙流动 液压冲击与气穴现象） 液体的流态、流动损失、液阻、液压冲击与气穴等 了解液态流体的各种流动特征，熟悉液体的流态，掌握液体流动时的损失分析与计算，掌握液压冲击与气穴产生的原因、危害及预防措施 讲授法 第四节 管道流动 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转弯或通过 阀口会产生撞击和旋涡，因此液体流动时必然会产生阻力。 为了克服阻力，流动液体会损耗一部分能量，这种能量损 失可用液体的压力损失来表示。压力损失即是伯努利方程 中的hw项。 压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。 液流在管道中流动时的压力损失和液流运动状态有关。 流态、雷诺数 沿程压力损失 局部压力损失 第二章 液压传动基础 一、流态与雷诺数 第四节 管道流动 图1-16 雷诺实验装置 第二章 液压传动基础 通过实验发现液体在管道中流动时存在两种流动状态。 层流——粘性力起主导作用 紊流——惯性力起主导作用 液体的流动状态用雷诺数来判断。 雷诺数——Re = v d / υ (惯性力和粘性力之比） v 为管内的平均流速 d 为管道内径 υ为液体的运动粘度 对于非圆管Re = v 4R/ υ ，式中水力半径R=A/x（A为有效截面， X为湿周） 雷诺数为无量纲数。 如果液流的雷诺数相同，它的流动状态亦相同。 一般以液体由紊流转变为层流的雷诺数作为判断液体流态的依据，称为临界雷诺数，记为Recr。 当Re＜Recr，为层流；当Re＞Recr，为紊流。 常见液流管道的临界雷诺数见书中P23表格。 第二章 液压传动基础 二、管道流动的沿程压力损失 液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称为沿程压力损失。 因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区别。 层流时的沿程压力损失 ： 通流截面上的流速在半径方向按抛物线规律分布 。 通过管道的流量 q =（πd 4/128μl ）Δp 管道内的平均流速 v = (d 2/32μl )Δp 沿程压力损失 Δpλ =（64/Re)( l /d ) ρv 2 /2 =λ（l /d ）ρv 2 /2 λ为沿程阻力系数，实际计算时对金属管取λ= 75 / Re。 紊流时的沿程压力损失 ： Δpλ =λ（l /d）ρv 2 /2 λ除了与雷诺数有关外，还与管道的粗糙度有关。 λ= f（Re，Δ/ d ），Δ为管壁的绝对粗糙度，Δ/d 为相对粗糙度。 第二章 液压传动基础 三、管道流动的局部压力损失 液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，会产生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部压力损失。 Δpξ= ξρv 2 / 2 ξ为局部阻力系数，具体数值可查有关手册。 液流流过各种阀的局部压力损失可由阀在额定压力下的压力损失Δps来换算： Δpξ= Δps（q / qs ）2 整个液压系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和所有的局部压力损失之和。 ∑Δp = ∑Δpλ + ∑Δpξ 第二章 液压传动基础 第五节 孔口流动 在液压元件特别是液压控制阀中，对液流压力、流量及方向的控制通常是通过特定的孔口来实现的，它们对液流形成阻力，使其产生压力降，其作用类似电阻，称其为液阻。“孔口流动”主要介绍孔口的流量公式及液阻特性。 薄壁小孔 当长径比 l / d ≤ 0.5 时称为薄壁小孔，一般孔口边缘都做成刃口形式。 当液流经过管道由小孔流出时，由于液体惯性作用，使通过小孔后的液流形成一个收缩断面，然后再扩散，这一收缩和扩散过程产生很大的能量损失。 对孔前、孔后通道断面1－1、2－2列伯努利方程，其中的压力损失包括突然收缩和突然扩大两项损失。 薄壁小孔液流 第二章 液压传动基础 经整理得到流经薄壁小孔流量 q = CdAo（2Δp /ρ）1/2 A0—小孔截面积； Cd—流量系数，Cd=CvCc Cv称为速度系数 ；Cc称为截面收缩系数。流