液体流动时的压力损失.doc

PAGE PAGE 5 课程名称 液压与气压传动技术 授课班级 授课时间 教学单元名称 第2章 液压流体力学基础 2.4 液体流动时的压力损失 2.5 液体流经小孔及缝隙的流量 2.6 液压冲击和气穴现象 单元能力培养目标 理解液体流动时产生压力损失的原因；掌握液体流经缝隙小孔的流量计算公式。理解液压冲击和气穴对液压系统产生的危害及减小措施。 知识点 技能点 压力损失和小孔类型，液体流经小孔时的压力流量计算。液压冲击和气穴概念。 单元教学设计 以液体流动时的粘性摩擦阻力引出液体在流动时的压力损失，分析压力损失的原因及减小措施；以动画说明缝隙小孔的流量特性，导出统一的压力流量公式；通过工程实例说明液压冲击和气穴现象及危害。 单元教学方式 多媒体＋课堂理论讲授 知识拓展 高教社《液压与气压传动技术》网络课程 作业 作业：复习看书 课后记 【教学内容】 第2章 液压流体力学基础 2.4 液体流动时的压力损失 液体流动中能量损失 ――液体在管路中流动，为克服阻力会损耗一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来表示。液压系统中的压力损失分为两类，一类是沿程压力损失，另一类是局部压力损失。 2.4.1 沿程压力损失 　流体在等径直管中流动时因粘性摩擦阻力而产生的压力损失，液流在管路中流动时的沿程压力损失与液流运动状态有关。 用公式表示为 λ――为沿程阻力系数。 2.4.2 局部压力损失 液体流经管路的弯头、接头、阀口等处时产生的损失。 Δpζ=ζ，ζ为局部阻力系数。 2.4.3 管路中的总压力损失 管路系统总的压力损失等于直管中的沿程压力损失Δpλ及所有局部压力损失Δpζ的总和。 即Δp=Δpλ＋Δpζ=λ＋ζ 结论：减小流速、缩短管路长度、减少管路截面的突然变化，提高管内壁加工质量，都可减少压力损失，其中影响压力损失的主要因素是液体的流速。 2.5 液体流经小孔及缝隙的流量 2.5.1 液体流经小孔的流量 　　小孔可分为三种：当通道长度和内径之比l/d≤0. 5时，称为薄壁小孔；l/d＞4时，称为细长孔；0.5＜l/d≤4时，称为短孔（厚壁孔）。 1．流经薄壁小孔的流量 q=CqA 2．液体流经短孔和细长孔的流量 液体流经短孔的流量可用薄壁小孔的流量公式，但流量系数Cq不同。短孔比薄壁小孔制造容易，适合作固定节流元件用。 液体流经细长孔时，一般都是层流。 （1）流经细长孔口的流量q与孔口前后压力差Δp的一次方成正比，流量与流体粘度μ有关，因此流量受温度、压力差的影响较大。另细长孔较易堵塞。 （2）流经薄壁小孔的流量与孔口前后的压力差呈非线性关系，因此流量受温度、压力差的影响较小，而且流程很短，不易堵塞，因而流量较稳定。 3．液体流经小孔时流量压力的统一公式 2.5.2 液体流经间隙的流量 泄漏的原因有两个:一个是间隙两端存在压力差，此时称为压差流动；二是组成间隙的两配合表面有相对运动，此时称为剪切流动。 1. 液体流经平行平板间隙的流动 平行平板间隙分为固定平行平板间隙和相对运动平行平板间隙两种。  　　1） 液体流经固定平行平板间隙的流量(压差流动) 　 其流量计算公式为 q= 平行平板间隙在压差流动与剪切流动联合作用下的流动图2） 液体流经相对运动平行平板间隙的流量(剪切流动)q=vA=bh 平行平板间隙在压差流动与剪切流动联合作用下的流动图 3） 液体在平行平板间隙既有压差流动又有剪切流动的流量(压差和剪切流动) 剪切流动和压差流动方向相同，其泄漏流量相加；剪切流动和压差流动方向相反，其泄露流量相减。 2．液体流经环状间隙的流量 1）液体流经同心环状间隙的流量 2）液体流经偏心环状间隙的流量 3. 流体流经偏心环状间隙的流量 适当的缝隙是零件间相对运动所必需的，但带来了泄漏现象。缝隙中的流动受固体壁面的影响很大，其流动状态一般均为层流。 结论：（1）缝隙流量（泄漏量）对缝隙尺寸h最敏感，与其三次方成正比； （2）当偏心环形缝隙的偏心率达到最大值，流量比同心环形增加2.5倍。 2.6 液压冲击和气穴现象 2.6.1 液压冲击 在液压系统中，由于某种原因引起油压瞬时急剧上升，产生很高的压力峰值的现象，称为液压冲击。 1．产生液压冲击的原因 ·阀门突然关闭或液压缸快速制动。 ·液流惯性使其动能转换为压力能，产生压力冲击波，在另一端压力能又转换为动能， ·然后反复能量转换，形成压力振荡 2．液压冲击的危害 ·瞬间压力冲击引起振动和噪声， ·会损坏密封装置、管道、元件，造成设备事故。 3．减少液压冲击的措施 ·延长阀门关闭和运动件制动换向的时间，＞ ·限制管道流速及运动件速度，液体在管道流速≤，液体在液压缸流速≤ ·加大管道直径，缩短管道长度 ·在系统中设置蓄能器和安