汽车液压与气压第二版第二章PPT(齐晓杰版).ppt

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1、第一节流体静力学基础第二节流体动力学基础第三节液体流动时的压力损失第四节液体流经小孔和缝隙的流量第五节液压冲击和空穴现象第二章液压传动的流体力学基础【教学目的】通过学习液体静力学、液体动力学和压力损失的计算，掌握液体压力、压力的表示方法及力的计算方法，熟悉掌握流量、流速、压力损失的计算，为元件的结构及油路的分析提供依据。【教学重点】液压作用力、流量、流速的计算；连续性方程、伯努利方程。【教学难点】压力损失的计算。第二章液压传动的流体力学基础第一节流体静力学基础流体力学是研究液体平衡和运动规律的一门学科。流体静力学主

2、要讨论液体在静止时的平衡规律以及这些规律在工程上的应用。所谓“液体是静止的”，指的是液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体是静止的或是运动的，都没有关系。1、液体的压力及其性质【定义】液体在单位面积上所受的法向力称为压力。用“p”表示。p=F/AF——法向力A——承压面积【性质】静止液体的压力有如下特性：⑴液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。⑵静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。2、重力作用下静止液体中的压力分布【分析】如图所示根据平衡原理得：p·ΔA=p0·ΔA+Gp·ΔA=p0·ΔA+ρghΔA∴p

3、=p0+ρgh——液体静力学基本方程式【特征】⑴静止液体内任一点处的压力都有两部分组成：一部分是液面上的压力p0，另一部分是该点以上液体自重所形成的压力，即ρg与该点离液面深度h的乘积。当液面上只受大气压力pa作用时，液体内任一点处的压力为p=pa+ρgh⑵静止液体内的压力随液体深度变化呈直线规律分布。⑶离液面深度相同处各点压力都相等。压力相等的各点组成了等压面，在重力作用下静止液体中的等压面为一水平面。3、压力的表示方法和计量单位【表示方法】★绝对压力：以绝对真空为基准来度量的压力，称为绝对压力。★相对压力（表压

4、力）：以大气压力为基准来度量的压力，称为相对压力。★真空度：绝对压力小于大气压时，比大气压力小的那部分数值，称为真空度。【单位】压力的法定计量单位为：Pa（帕，N/m2）在液压传动中，因Pa的单位太小，故一般用MPa（N/mm2）1MPa=1×106Pa[过去使用的单位有bar（巴）、工程大气压at（kgf/cm2）、标准大气压atm、水柱高（mH2O）、汞柱高（mmHg）等。1bar=1×105N/m2=1×105Pa=1.02kgf/cm2=1.02at=0.987atm]4、静止液体内压力的传递【举例】例2-

5、1【结论】在密闭容器内，施加于静止液体的压力将以等值传递到液体内各点。——静压传递原理（帕斯卡原理）根据帕斯卡原理，容器内液体各点的压力：p=p0=F/A即压力p与负载F成正比关系。当F=0时（若略去活塞重量和其它阻力时），p=F/A=0【重要概念】液体内的压力是由外负载形成的，即压力决定于负载。【举例】例2-2由该例可知，液压装置具有力的放大作用。液压千斤顶即利用此原理。5、液体静压力对固体壁面的作用力★当固体壁面为一平面时，液体压力在该平面上的总作用力F等于液体压力p与该平面面积A的乘积，其作用方向与该平面垂直

6、。即F=pA。★当固体壁面为一曲面时，液体压力在该曲面某x方向上的总作用力Fx等于液体压力p与曲面在该方向投影面积Ax的乘积，即Fx=pAx【举例】如图所示为U形管测压计。已知汞的密度为：ρHg=13.6×103kg/m3；油的密度为ρoil=860kg/m3；水的密度为ρw=1×103kg/m3a、图a中U形管内为汞，不计管道内油液自身的重量，当管内相对压力为一个标准大气压（1atm=0.101325×106Pa）时，汞柱高h为多少？若U形管内为水，当压力为一个工程大气压（1at=0.0981×106Pa）时，水

7、柱高h为多少？b、图b中，U形管内为汞，容器内为油液，已知h1=0.1m,h2=0.2m，U形管右边和标准大气压相通，试计算A处的绝对压力和真空度。解：a）由等压面的概念可知，在同一液体的M-M平面上其压力应相等，则U形管内汞柱的受力情况为U形管左边：pM=pA（用相对压力表示）U形管右边：pM=ρHggh即：pA=ρHggh水银柱高：h=pA/（ρHgg）=0.101325×106/(13.6×103×9.81)=0.7595m=760mm一个工程大气压，1at=0.0981×106Pa，水柱高：h=pA/（ρW

8、g）=0.0981×106/(1000×9.81)=10mb)取M-M为等压面，则在同一液体的相同水平面M-M上其压力应相等，则U形管内汞柱的受力情况为U形管右边：pM=pa（用绝对压力表示）U形管左边：pM=pA+ρoilgh2+ρHggh1所以，pa=pA+ρoilgh2+ρHggh1A处的绝对压力：pA=pa－ρoilgh2-ρHggh1=0.1013