项目二 液压传动流体力学基础

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1、项目二液压传动流体力学基础课题一液压系统工作液体课题二液压流体静力学课题三液压流体动力学课题四管道中液流能量的损失课题五液体流经孔口的压力流量特征课题一液压系统工作液体一、液压油的特性（一）液压油液的物理特性1．密度和重度单位体积液体的质量称为密度，通常用符号“ρ”表示，即ρ=m/V（2-1）单位体积液体的重量称为重度，通常用符号“γ”表示，即γ=G/V（2-2）下一页返回课题一液压系统工作液体2．黏性和黏度（1）黏性液体在外力作用下流动时，液体分子间互相吸引的内聚力阻碍其分子之间相对运动，而在液

2、体内部产生一种内摩擦力的现象，称为液体的黏性。但是，静止液体不呈现黏性。黏性是液体的重要物理性质，也是选择液压油的主要依据之一。下一页上一页返回课题一液压系统工作液体液体流动时，由于液体的黏性以及液体和固体壁面间的附着力，会使液体内部各液层间的流动速度大小不同。如图2-1所示，两平行平板间充满液体，下平板固定，上平板以速度u0向右平移。由于黏性和附着力的作用，紧贴上平板表面的这层流体将与上平板以相同的速度u0向右运动，紧贴下平板表面的这层流体则保持不动，而中间各层流体的运动速度则根据它与下平板间的

3、距离大小呈线性规律分布。这种流动可以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，两流体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，相邻两流体层间的内摩擦力Ff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，即下一页上一页返回课题一液压系统工作液体（2）黏度液体黏性的大小用黏度来衡量。工程中黏度的表示方法有以下几种：①.动力黏度液体的动力黏度又称绝对黏度，它直接表示流体的黏性即内摩擦力的大小，用动符号“μ”表示。动力

4、黏度μ的物理意义上是：液体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产生的内摩擦力。即下一页上一页返回课题一液压系统工作液体②.运动黏度液体的运动黏度是其绝对黏度μ与密度ρ的比值，用符号“v”表示。即③.相对黏度相对黏度又称条件黏度。它是以相对于蒸馏水的黏性的大小来表示某种液体的黏度，并采用特定的黏度计在规定的条件下测得。由于测量条件不同，各国采用的相对黏度也有所不同。美国采用赛氏黏度，英国采用雷氏黏度，我国、德国和俄罗斯均采用恩氏黏度。下一页上一页返回课题一液压系统工作液体恩氏黏度采用图2-2所示的恩氏

5、黏度计测定3．可压缩性液体因所受压力增大而发生体积缩小的性质称为液体的可压缩性，用体积压缩系数k表示。其物理意义是单位压力变化下的液体体积相对变化量，液体体积压缩系数k的倒数称为体积弹性模量K，即下一页上一页返回课题一液压系统工作液体（二）黏度与压力的关系液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，其内聚力增加，黏度也随之增大。液体的黏度与压力的关系可表示为由上式可知，对于液压油，在中低压液压系统内，压力变化很小，因而对黏度影响较小，可以忽略不计；当压力较高（大于10MPa）或压力变化较大时，则需

6、要考虑压力对黏度的影响。下一页上一页返回课题一液压系统工作液体（三）黏度与温度的关系黏度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，液体分子间的内聚力减小，黏度就随之降低，这一特性称为黏温特性。不同种类的液压油有不同的黏温特性，图2-3所示为几种典型液压油的黏温特性曲线图。对于一般常用的液压油，当运动粘度不超过76mm2/s，温度在30～150℃范围内时，可用下述近似公式计算其温度为t℃的运动粘度，即下一页上一页返回课题一液压系统工作液体二、液压油的类型、选择与使用1.对液压传动工作介质的要求在液压传

7、动系统中，液压油既是用来传递能量的工作介质，还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用，因此对其有较高的要求。具体要求大致可概括如下：（1）适宜的黏度和良好的黏温性能（2）良好的润滑性能。（3）良好的化学稳定性。（4）质地纯净、不含腐蚀性物质等杂质。（5）抗泡沫性和抗乳化性好，对金属和密封件材料具有良好的相容性。下一页上一页返回课题一液压系统工作液体（6）比热容和热传导率大，热膨胀系数小。（7）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。（8）对人畜无害，价格低廉。（9）可滤性好，即液压油液中的颗粒污染物容易

8、通过滤网过滤，以保证较高的清洁度。下一页上一页返回课题一液压系统工作液体2.液压油的类型液压油的品种很多，主要可分为三大类：矿油型、合成型和乳化型液压油。矿油型液压油是以机械油为原料，经精炼后按需要加入适当添加剂而成的液压油。这类液压油在液压系统中最常用，各项性能都优于其他品种，润滑性能好，但抗燃性较差。下一页上一页返回课题一液压系统工作液体3．液压油的选择和使用面进行选用液压油品种和黏度。（1）根据工作机械的不同要求选用精密机械与一般机械对黏度要求不同。为了避免温度升高而引起机件