CH2 液压与气压传动-流体力学基础.ppt

《CH2 液压与气压传动-流体力学基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、CH2液压与气压传动流体力学基础CH2液压与气压传动流体力学基础2.1液体静力学2.2液体动力学2.3液体流动时的压力损失2.4孔口和缝隙流量2.5气体静力学2.6气体动力学2.7空穴现象和液压冲击2.1液体静力学液体静力学液体的压力静止液体的压力分布压力的表示方法和单位静止液体中的压力传递液体静压力作用在固体壁面上的力液体静力学液体静力学主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。所谓液体静止是指液体内部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。液体的压力作用在液体上的力有两种类型：一种是质量力，另一

2、种是表面力。质量力作用在液体所有质点上，它的大小与质量成正比。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。因为静止液体不存在质点间的相对运动，也就不存在拉力或切向力，所以静止液体只能承受压力（内法向力）。液体在单位面积上所受的内法向力简称为压力。在物理学中它称为压强，但在液压与气压系统中则称为压力，通常用p来表示。液体的压力静压力具有下述两个重要特征：液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。由此可知，静止液体总处于受压状态，并且内部的任何质点都受平衡压力的作用。静止液

3、体中的压力分布因液柱处于平衡状态，有pdA=p0dA+G代入G=rghdApdA=p0dA+rghdA故：p=p0+rgh图2-1静压力的分布规律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p0和液体自重而引起的对该点的压力rgh。静止液体内的压力p随液体距液面的深度h变化呈线性规律分布。在同一深度上各点的压力相等，压力相等的所有点组成的面为等压面，在重力作用下静止液体的等压面为一个平面。图2-1静压力的分布规律p=p0+rgh例2.1已知油液密度r=900kg/m3,F=10000N,活塞直径d＝2x10-1m,活塞厚度H=5x10-2

4、m,活塞材料为钢，其密度为7800kg/m3。试求活塞下方深度为h=0.5m处的液体压力（不考虑大气压力影响）p=p0+rghp0=(F+Fg)/A解：压力的表示方法和单位绝对压力：以绝对真空为基准零值时所测得的压力称为绝对压力。相对压力：相对于大气压(即以大气压为基准零值时)所测量到的压力，称为相对压力或表压力。真空度。当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。某点的绝对压力比大气压小的那部分数值叫作该点的真空度。绝对压力、相对压力和真空度例题2.2容器内充入10m高的水。已知水的密度r=1000kg/m3。试求容器底部的相对压力。p=p0+rg

5、h相对压力pr=p-p0=rgh解：静止液体中的压力传递静压传递原理（帕斯卡原理）：在密封容器内施加于静止液体任一点的压力将以等值传到液体各点。在不考虑活塞和液体重力引起的压力变化情况下，液体中的压力为：例2.4两个相互连通的液压缸，已知大缸内径D=100mm，小缸内径d=20mm，大活塞上放置的物体所产生的重力为F2=50000N。试求在小活塞上应施加多大的力F1才能使大活塞顶起重物。解：根据静压传递（帕斯卡）原理，由外力产生的压力在两缸中相等。如果大液压缸的活塞上没有负载，即F2=0，则当略去活塞重量及其他阻力时，不论怎样推动小液压缸的活塞也不能

6、在液体中形成压力。这说明液压系统中的压力是由外界负载决定的，这是液压传动的一个基本概念。液体静压力作用在固体壁面上的力在液压传动中，略去液体自重产生的压力，液体中各点的静压力是均匀分布的，且垂直作用于受压表面。当承受压力的固体壁面为平面时，液体对该平面的总作用力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，即F=pA固体壁面为曲面为求压力p的液压油对液压缸右半部缸筒内壁在x方向上的作用力Fx，在内壁上取一微小面积dA：dA=lds=lrdq作用在该面积上的力dFx的水平分力：dFx=dFcosq=pdAcosq=prlcosqdq缸筒右半

7、壁上x方向的总作用力Fx为：Ax＝2rl为缸筒右半部内壁在x方向上的投影面积。由Fx＝pAx可得出结论:作用在曲面上的液压力在某一方向上的分力等于静压力与曲面在该方向投影面积的乘积。2.2液体动力学2.2液体动力学基本概念液流的连续性方程伯努利方程动量方程液体动力学：基本概念理想液体、定常流动和一维流动理想液体就是指没有粘性、不可压缩的液体。定常流动：如果液体中任一空间点处的压力、流速和密度都不随时间而变化，则称这种流动为定常流动（稳定流动、恒定流动）；反之，则称为非定常流动。一维流动：液体整个作线形流动。作平面或空间流动时，称为二维或三维流动。液体

8、动力学：基本概念流线、流管和流束流线：是流场中液体质点在某一瞬间运动状态的一条空间曲线。流线上每一质点的速度