液压技术与应用 教学课件 作者 邱国庆 1_ 第2章.ppt

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1、第2章流体力学基础液体静力学基础2.1液体动力学基础2.2液体流动时的压力损失2.3液体流经小孔和缝隙的流量2.4液压冲击和空穴现象2.5课题三：液体静力学基础目的要求：明确液体静压力定义；掌握液体静压力特性及静力学基本方程；熟悉其物理意义及其在液传中的应用；进一步明确液压传递原理；了解压力表示方法及其单位；掌握液体作用在固体壁面上的力的计算方法。重点：静压力及其基本方程，特性、物理意义难点：用液柱高表示压力大小复习提问1、何谓液体的粘性？其大小用什么表示？有哪几种表示方法？各自的单位？（μ：Pa·S;

2、L：m2/s°E:无单位）2、液压油的牌号与粘度有什么关系？作业2-8，2-9教学内容：(附后)2.1液体静力学基础一、液体的静压力及其特性1、液体压力定义：液体处于静止或相对静止时，液体单位面积上所受的法向作用压力称为压力((物理学中的压强)用p表示F均匀作用在面积A上时:p=F/A(2-1)常用单位换算关系：1bar=1.02kgf/cm2=100000Pa=0.1MPa静压力形成：受外力作用，液体分子之间挤压而成故有“系统的压力取决于外负载”之说，这是一个重要概念。2、液体静压力特性由于液体不能受拉、

3、受剪，只能受压，故有下列特性：1）液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内沿线方向一致。反证：若非如此，则液体将受拉力或剪力作用，会打破静止条件。2）静止液体内任一点，所受到的各方向静压力都相等。(同理，可反证)二、液体静力学基本方程1、基本方程在静止液体中取研究对象，如图2-1，其底面积极为，高为、于是有图2-1重力作用下的静止液体所以(2-2)分析上式：1）静止液体中任一点的压力由二部分组成：液面压力　　和液体自重压力(在液传中其值较小)；2）液体静压力随液深呈线性分布；3）同一液体中，离液面等深处各点

4、压力相等，且由它们组成等压面。等压面为水平面。2、物理意义（图2-5）A点处的静压力为：=+(。-)或：/+g=/+g。=常数图2-5U形管测压计原理图可见，基本方程的物理意义：静止液体中任静一点的位能和压力能之和为一常数，且两者之间可以互相转化，故这是能量守恒在液体静力学中的体现。三、静压力的传递由静压力基本方程知：静止液体中的任一点的压力都包含了液面压力ρ0。(若ρ0变化则液体中任一点的ρ发生同样大小的变化.)这就是说在密闭容器中由外力作用在液面上的压力能等值地传递到液体内部所有各点，这就是巴斯卡原理(

5、静压传递原理)在液压传动中，一般传动装置的高度较小，即由外力产生的压力比由液柱重产生的压力大得多，故后者可忽略，可以认为系统中相对静止液体各点压力均相等。这一提法虽不严格，但解决工程实际问题很实用。例2-1自学或简介四、压力的测量1.液体压力的表示方法及单位（1）用液体在单位面积上所受到的作用力的大小表示。符号为，单位为Pa、kPa、MPa。（2）用大气压力表示。工程大气压（at）、标准大气压（atm）。（3）用液柱高度表示。米水柱（mH2O）、毫米汞柱（mmHg）各种压力单位的换算关系见表2-12.压力的

6、测量（1）绝对压力即指以绝对真空为基准测得的压力，用　　表示。（2）相对压力即指以大气压力　　为基准测得的高出大气压力的那部分压力，用　　表示。一般由压力计测定的压力均是相对压力，又称表压力。（3）真空度绝对压力低于大气压力的数值称为真空度，用　　表示。（4）绝对压力、相对压力、真空度的关系如图2-4所示，它们的数值关系可用下式表示=+（2-4）=－（2-5）例2-2五、液体对固体壁面的作用力液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到总液压力的作用。当壁面为平面：（2-6）当壁面为曲面时：（2-7）例2-3课题

7、四：液体动力学基础目的要求：了解有关基本概念（理想液体、稳定流动等）；掌握连续性方程和伯努利方程，深入理解方程中各项物理意义；理解理想液体与实际液体伯氏方程的差别；了解动量方程的意义。重点：连续性方程；伯努利方程。复习提问：1、作业讲评2、归纳：1）液体静压力定义、特性、表示方法及单位2）静力学基本方程及其物理意义3）液体作用在固体壁面上的力（平面、曲面）作业2-13；2—11；2—13教学内容和步骤：（附后）2.2液体动力学基础主要讨论液体在外力作用下流动时的运动规律，着重阐明流动液体的三个基本方程：连续

8、性方程、伯努利方程、动量方程。一、基本概念1、理想液体和稳定流动稳定流动：液体流动时，若液体中任一点处的压力，流速和密度都不随时间而变化，则称之为稳定流动。如：有补充水源的水箱出水口的流动2、过流断面，流量和平均流速1）过流断面（A）：垂直于流体流动方向的截面（m2）2）流量(q)：单位时间流过某过流截面之液体体积。q=V/t1立方米/秒=1000000立方厘米/秒=60000升/分3）平均流速（）：是一种为使计