液压传动的工作介质(I)

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1、液压与气压传动绪论液压传动基础知识液压元件液压基本回路液压系统的工业应用、安装调试及故障分析气压传动基础知识气动元件气动基本回路气动系统的工业应用第1章液压传动基础知识第1章液压传动基础知识液压传动的工作介质液体静力学液体动力学管路系统流动分析液压冲击与气穴现象液体流动时的压力损失小孔和缝隙的流量1.1.1液压油的物理特性1、密度ρρ=m/V[kg/m3]一般矿物油的密度为850~950kg/m32、液体的可压缩性当液体受压力作用下体积减小的特性称为液体的可压缩性。体积压缩系数体积弹性模量K=1/β[N/m2]V——压力变化前的液体体积；dP——压力的变化量（N/m

2、2）dV——在压力变化dP时液体体积的变化量m3；液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。一般在分析时取β=700--1000MPa。封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响。1.1液压传动的工作介质3、黏性定义：液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内

3、摩擦力的性质称为液体的黏性。存在的条件：黏性表征了流体抵抗剪切变形的能力。处于相对静止状态的流体不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，黏性才表现出来。剪切变形内摩擦力黏性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。黏度的重要性：黏性的大小可用黏度来衡量，黏度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的黏性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图2-1所示的平行平板间的流动情况为例。图2-1液体的黏性示意图设上平板以速度u0向右运动，下平板固

4、定不动。紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上，其速度与上平板相同。紧贴于下平板上的流体粘附于下平板图2-1液体黏性示意图上，其速度为零。中间流体的速度按线性分布。我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动，当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时，两层间由于黏性就产生内摩擦力的作用。根据实际测定的数据所知，流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比，而与此二流体层间的距离dy成反比，即：以τ=F/A表示切应力，则有：(2-4)式中：μ为衡量流体黏性的比例系数，称为绝对黏度或动力黏度；表示流体层间速度差异的程度，称为速度梯度。速度

5、梯度：流体在两界面之间流动时，由于材料之间摩擦力的存在，使流体内部与流体和界面接触处的流动速度发生差别，产生一个渐变的速度场，称为速度梯度，或称切速率、剪切速率。上式是液体内摩擦定律的数学表达式。当速度梯度变化时，μ为不变常数的流体称为牛顿流体，μ为变数的流体称为非牛顿流体。除高黏性或含有大量特种添加剂的液体外，一般的液压用流体均可看作是牛顿流体。黏度的分类：绝对黏度μ运动黏度νΝν相对黏度°Et黏度(1)绝对黏度μ。绝对黏度又称动力黏度，它直接表示流体的黏性即内摩擦力的大小。动力黏度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du/dy=1时，单位面积上的内摩擦力的大小，即：

6、动力黏度的国际(SI)计量单位为牛顿·秒/米2，符号为N·s/m2，或为帕·秒，符号为Pa·s。(2)运动黏度ν。运动黏度是绝对黏度μ与密度ρ的比值：在理论分析和计算中常常碰到绝对黏度与密度的比值，为方便起见才采用运动黏度这个单位来代替μ/ρ。它之所以被称为运动黏度，是因为在它的量纲中只有运动学的要素长度和时间因次的缘故。机械油的牌号上所标明的号数就是表明以厘斯为单位的，在温度50℃时运动黏度ν的平均值。从机械油的牌号即可知道该油的运动黏度。动力黏度和运动黏度是理论分析和推导中经常使用的黏度单位。它们都难以直接测量，因此，工程上采用另一种可用仪器直接测量的黏度单位，

7、即相对黏度。ν=μ/ρ例如20号油说明该油的运动黏度约为水的运动黏度的20倍，30号油的运动黏度约为水的运动黏度的30倍，如此类推。(3)相对黏度°Et（条件黏度）相对黏度是以相对于蒸馏水的黏性的大小来表示该液体的黏性的。恩氏黏度的测定方法如下：测定200cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm小孔所需的时间t1，然后测出同体积的蒸馏水在20℃时流过同一孔所需时间t2(t2=50～52s)，t1与t2的比值即为流体的恩氏黏度值。恩氏黏度用符号°E表示。被测液体温度t℃时的恩氏黏度用符号°Et表示。°Et=t1/t2（3）相对粘度（条件粘度）：