5孔口和间隙地流量—压力特性

《5孔口和间隙地流量—压力特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案2.5孔口和间隙的流量—压力特性在液压元件中，普遍存在液体流经孔口或间隙的现象。液流通道上其通流截面有突然收缩处的流动称为节流，节流是液压技术中控制流量和压力的一种基本方法。能使流动成为节流的装置，称为节流装置。例如，液压阀的孔口是常用的节流装置，通常利用液体流经液压阀的孔口来控制压力或调节流量；而液体在液压元件的配合间隙中的流动，造成泄漏而影响效率。因此，研究液体流经各种孔口和间隙的规律，了解影响它们的因素，对于理解液压元件的工作原理、结构特点和性能是很重要的问题。2.5.1孔口的流量—压力特性孔口是液压元件重要的组成因素之

2、一，各种孔口形式是液压控制阀具有不同功能的主要原因。液压元件中的孔口按其长度l与直径d的比值分为三种类型：长径比l/d＜0.5的小孔称为薄壁孔；长径比0.5＜l/d＜4的小孔称为厚壁孔或短孔；长径比l/d＞4的小孔称为细长孔。这些小孔的流量—压力特性有共性，但也不完全相同。图2.28通过薄壁小孔的液流⒈薄壁孔薄壁孔一般孔口边缘做成刃口形式，如图2.28所示。各种结构形式的阀口就是薄壁小孔的实际例子。液流经过薄壁孔时多为紊流，只有局部损失而几乎不产生沿程损失。设薄壁孔直径为d，在小孔前约d/2处，液体质点被加速，并从四周流向小孔。由于流线不

3、能转折，贴近管壁的液体不会直角转弯而是逐渐向管道轴线收缩，使通过小孔后的液体在出口以下约d/2处形成最小收缩断面，然后再扩大充满整个管道，这一收缩和扩大的过程便产生了局部能量损失。设最小收缩断面面积为Ac，而小孔面积为AT，则最小收缩断面面积与孔口截面面积之比称为截面收缩系数，即（2.61）收缩系数反映了通流截面的收缩程度，其主要影响因素有：雷诺数Re、孔口及边缘形式、孔口直径d与管道直径d1比值的大小等。研究表明，当d1/d≥7时，流束的收缩不受孔前管道内壁的影响，这时称之为完全收缩；当d1/d＜7时，由于小孔离管壁较近，孔前管道内壁对

4、流束具有导流作用，因而影响其收缩，这时称液流为不完全收缩。选择管道轴线为参考基准，对1—1截面和2—2截面列写伯努利方程，得精彩文档实用标准文案其中，z1＝z2＝0，v1＝v2，α1＝α2＝1，故有式中，为液体流过小孔时的总局部损失，包括两部分，一是通流截面突然缩小时的局部损失，二是通流截面突然扩大时的局部损失。当最小收缩截面上的平均流速为vc时，总局部损失可表示为令Δp＝p1－p2，将上式代入上面简化的伯努利方程，整理，得式中Cv——小孔流速系数；根据通流截面突然扩大时局部损失系数的理论计算式（2.65），可知，，一般，因此，。于是有（

5、2.62）Δp——小孔前后的压差，Δp=p1－p2。根据流量连续性方程，由此得流经薄壁孔的流量为（2.63）式中Cq——流量系数，Cq＝CcCv。式（2.63）称为薄壁孔的流量—压力特性公式。由式可知，流经薄壁孔的流量q与小孔前后的压差Δp的平方根以及薄壁孔面积AT成正比，而与粘度无直接关系。收缩系数Cc、流速系数Cv和流量系数Cq的值由实验确定。在液流完全收缩的情况下，当Re≤105时，收缩系数Cc为0.61～0.63，流速系数Cv为0.97～0.98，这时流量系数Cq为0.6～0.62；当Re＞105时，Cq可以认为是不变的常数，计算

6、时取平均值Cq＝0.61。当液流不完全收缩时，流量系数Cq可按经验公式确定。由于这时小孔离管壁较近，管壁对液流进入小孔起导向作用，流量系数Cq精彩文档实用标准文案可增大到0.7～0.8。当小孔不是薄刃式而是带棱边或小倒角的孔时，Cq值将更大。小孔的壁很薄时，其沿程阻力损失非常小，通过小孔的流量对油液温度的变化，即对粘度的变化不敏感，因此在液压系统中，常采用一些与薄壁小孔流动特性相近的阀口作为可调节流孔口，如锥阀、滑阀、喷嘴挡板阀等。薄壁孔的加工困难，实际应用中多用厚壁孔代替。⒉厚壁孔厚壁孔的流量公式与薄壁孔相同，但流量系数Cq不同，一般取

7、Cq＝0.82。厚壁孔的能量损失中，有沿程损失，所以厚壁孔比薄壁孔的能量损失大。但厚壁孔比薄壁孔更容易加工，所以，厚壁孔适合作固定节流器用。⒊细长孔由于流动液体的粘性作用，液流流过细长孔时多呈层流，因此，通过细长孔的流量可以按前面导出的圆管层流流量公式计算，即细长孔的流量—压力特性公式为（2.64）式中，AT——细长孔通流面积，；C——细长孔流量系数，。从式（2.64）可以看出，油液流过细长孔的流量q与小孔前后的压力差Δp成正比，而和液体粘度μ成反比，流量受油液粘性影响大。因此油温变化引起粘度变化时，流过细长孔的流量将显著变化，这一点和薄

8、壁孔的特性是明显不同的。另外，细长孔容易堵塞。细长孔在液压装置中常用做阻尼孔。薄壁小孔、厚壁孔和细长小孔的流量—压力特性可以统一写成如下形式（2.65）式中K——由孔的形状、结构尺寸和液体性质