液压流体力学基础(I)

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1、第3章液压流体力学基础力是物体运动的根本原因。所谓力学就是研究物体机械运动的科学。液压流体力学是研究流体整体机械运动的普遍规律，以及运用这些规律进行液压技术工程计算的科学。液压传动是以油液为工作介质（传动件），通过油液进行能量转换和传递的传动方式。液压流体力学是液压、气动系统和元件工作过程及流体动力计算的理论基础，是正确分析和利用这些系统和元件的理论依据。第3章液压流体力学基础3.1液体静力学3.2液体动力学3.3管道中液流的特性3.4孔口和缝隙的压力流量特性3.5液压冲击与空穴现象（重点，难点之一）3.1液体静力学研究内容：研究液体处于静止状态的

2、力学规律和这些规律的实际应用。静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。3.1.1液体的静压力及特性3.1.2液体静力学基本方程3.1.3压力的表示方法及单位3.1.4静压传递原理-帕斯卡原理3.1.5液体静压力作用在固体壁面上的力本节内容作用于液体上的力质量力表面力重力、惯性力法向力、切向力、其它物体或容器对液体、一部分液体作用于另一部分液体等作用于液体所有质点作用于液体的表面定义：静止液体单位面积上所受的法向力。若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为：物理学中称压强，液压传动中习惯称压力。液体静压力

3、特性（1）液体静压力的方向总是沿着作用面的法线方向。（2）静止液体中任何一点所受到各个方向压力都相等。3.1.1液体的静压力及特性3.1.2液体静力学基本方程取研究对象：微圆柱体受力分析：静力学基本方程：方程推导方程分析静止液体中任意点的静压力是液体表面上的压力和液柱重力所产生的压力之和。静止液体内的压力随液体距液面的深度变化呈线性规律分布。在连通器中，同一深度上各点的压力相等。A3.1.2液体静力学基本方程静力学基本方程：方程分析引出pascal定理：液面压力将等值地传到液体中任一点。坐标变换后的另一种形式：h=z0-z能量守恒(压力能和势能)的

4、守恒定义单位重量液体具有的压力能称为：比压力能：单位是长度单位（高度）单位重量液体具有的位能（势能）称为：比位能（比势能）：单位也是长度单位（高度）物理意义静止液体中，各点处的总能量由势能和压力能组成，且保持不变。3.1.3压力的表示方法及单位注：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力绝对压力=大气压力+相对压力相对压力（表压）=绝对压力–大气压力真空度=大气压力–绝对压力由图可知:绝对压力总是正值，表压力则可正可负，负的表压力就是真空度。什么时候标相对压力？什么时候标真空度？压力单位为牛顿/米2(N/m2)，称为帕斯卡，(Pa)。由于Pa单位

5、太小，工程上常采用千帕、兆帕。还采用的压力单位有巴(bar)和工程大气压（at）、千克力每平方米(kgf/cm)等。压力单位1.若某点的绝对压力为4.052×104Pa(0.4大气压)，则该点的真空度为？2.若真空度为4.052×104Pa(0.4大气压)，其表压力应该为？?0.60805×104Pa(0.6大气压)-4.052×104Pa(-0.4大气压)法定压力(ISO)单位称为帕斯卡(帕)，符号为，工程上常用兆帕这个单位来表示压力，在工程上采用工程大气压，也采用水柱高或汞柱高度等，在液压技术中，目前还采用的压力单位有巴，符号为１压力的单位及其

6、它非法定计量单位的换算关系为：1at(工程大气压)＝(米水柱)(毫米汞柱)压力单位换算静力学基本方程应用举例：已知h，h1，h2，h3，求A管中油液液面的压力。解题关键：抓住等压面！注意计算结果的数值pA>p4=0表压力取绝对值为真空度pA

7、许多倍。即对于液压传动来说，一般不考虑液体位置高度对于压力的影响，可以认为静止液体内各处的压力都是相等的，都等于液面压力帕斯卡原理应用实例——寻找推力和负载间关系结论：液压系统的工作压力取决于负载，并且随着负载的变化而变化。表明：1.只要A1/A2足够大，用很小的力F1就可产生很大的力F2。液压千斤顶和水压机就是按此原理制成的。2.如果垂直液缸活塞上没负载，则在略去活塞重量及其它阻力时，不论怎样推动水平液压缸活塞，不能在液体中形成压力。缸内压力分别为：p1=F1/A1、p2=F2/A2按帕斯卡原理，p1=p2，得出：F2＝F1×A2/A1。3.1.

8、5液体对固体壁面的作用力液体该平面的总作用力F为液体的压力p与受压面积A的乘积，其方向与该平面相垂直。F=pA液压缸传递力