液压传动基础知识（补充内容）.doc

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1、第二章液压传动基础知识(补充内容)本章介绍有关液压传动的流体力学基础，重点为液体静压方程、连续性方程、伯努力方程的应用,压力损失、小孔流量的计算。要求学生理解基本概念、牢记公式并会应用。第一节液体静力学液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因此要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用。所谓相对平衡是指液体内部各质点间没有相对运动，至于液体本身完全可以和容器一•起如同刚体一样做各种运动n因此，液体在相对平衡状态下不呈现粘性,不存在切应力，只有法向的压应力，即静压力。本节主要讨论液体的平衡规律和压强分布规律以及液体对物体壁面的作用力。一、液体静压力及其特性作用在液体上的力有两

2、种类型：一•种是质量力，另一•种是表而力。质量力作用在液体所有质点上，它的大小与质量成正比，属于这种力的有重力、惯性力等。单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于重力加速度。表面力作用于所研究液体的表面上，如法向力、切向力。表面力对以是其他物体(例如活塞、人气层)作用在液体上的力；也可以是一部分液体间作用在另一部分液体上的力。对于液体整体來说，其他物体作用在液体上的力属于外力，而液体I'可作用力属于内力。由于理想液体质点间的内聚力很小，液体不能抵抗拉力或切向力，即使是微小的拉力或切向力都会使液体发生流动。因为静止液休不存在质点间的相对运动，也就不存在拉力或切向力，所以静止液体

3、只能承受压力。所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用P表示。液体内某质点处的法向力AF对其微小而积AA的极限称为压力p,即：p=limAF/AA(2-1)若法向力均匀地作用在而积A上，则压力表示为：p=F/A(2-2)式屮：A为液体有效作用面积：F为液体有效作用面枳A上所受的法向力。静压力具有下述两个重要特征：(1)液体静压力垂直于作用而，其方向与该而的内法线方向一致。⑵静止液体中，任何一-点所受到的冬方向的静压力都相等。二、液体静力学方程图2-1柳圧力的分布规律静止液体内部受力情况可用图2-1來说明。设容器中装满液体，在任意一点A处取一微小面积dA,该点距液面深度为h,距坐标

4、原点高度为Z,容器液平面距坐标原点为Z。。为了求得任意一点A的压力，可取dA・h这个液柱为分离体（见图（b）〕。根据静压力的特性，作用于这个液柱上的力在各方向都呈平衡，现求各作用力在Z方向的平衡方程。微小液柱顶而上的作用力为PodA（方向向下）,液柱本身的重力G=yhdA（方向向下）,液柱底面对液柱的作用力为pdA（方向向上），则平衡方程为：pdA=podA+YhdA故戸=po+Yh（2-1）为了更清晰地说明静压力的分布规律，将（2-1）式按坐标Z变换一下，即以：h二Z°-Z代入上式整理后得：p+YZ=Po+YZ尸常量（2-2）上式是液体静力学基本方程的另一•种形式。其屮z实质上表示A点

5、的单位质量液体的位能。设A点液体质点的质量为m,重力为mg,如果质点从A点下降到基准水平而，它的重力所做的功为mgz°因此A处的液体质点具有位置势能mgz,单位质量液体的位能就是mgz/mg=Z,Z乂常称作位宜水头。而p/pg表示A点单位质量液体的压力能，常称为压力水头。由以上分析及式（2-1）可知，静止液体中任一点都有单位质量液体的位能和压力能，即具有两部分能量，而且各点的总能量之和为一常量。分析式（2-1）可知：（1）静止液体中任一点的压力均由两部分组成，即液面上的表面压力Po和液体白重而引起的对该点的压力Yho（2）静止液体内的压力随液体距液而的深度变化呈线性规律分和，且在同一深度

6、上各点的压力相筹，压力相等的所有点组成的面为筹压面，很显然，在重力作用下静止液体的等压面为一个平面。（3）可通过下述三种方式使液面产生压力po：%1通过］古I体壁面（如活塞）使液而产生压力；%1通过气体使液而产生压力；%1通过不同质的液体使液而产生压力。三、压力的表示方法及单位绝对压力表床力（正）大气压力表压力（负）即真空度绝对压力图2-3真空液压系统屮的压力就是指压强，液体压力通常有绝对压力、相对压力（表压力）、真空度三种表示方法。因为在地球表而上，一切物体都受人气压力的作用，而且是自成平衡的,即人多数测压仪表在人气压下并不动作，这吋它所表示的压力值为零，因此，它们测出的压力是高于人气

7、压力的那部分压力。也就是说，它是相対于大气压（即以大气压为基准零值吋）所测量到的-•种压力，因此称它为相对压力或表压力。另一种是以绝对真空为基准零值时所测得的压力，我们称它为绝对压力。当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。因此,某点的绝对压力比人气压小的那部分数值叫作该点的真空度。如某点的绝对压力为4.052X10°Pa（0.4大气压）,则该点的真空度为0.6078X10^（0.6大气压）。绝对压力、相对压力（表压力）和真空度