第二章 液压传动流体力学基础ppt课件.ppt

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1、第二章液压传动基础知识主讲：陈本德我们学习，我们快乐！今天，我以朋友的身份向你们致意！愿我们合作愉快。本章教学目的与要求掌握帕斯卡原理、帕斯卡原理的应用。理解连续性方程、理解伯努利方程及动量方程的物理意义，并会应用其解决液压传动系统的理论问题；学会应用沿程压力损失、局部压力损失公式计算液压系统的压力损失；了解孔口和缝隙流动的概念。理解液压冲击和空穴现象。本章重点帕斯卡原理、连续性方程、伯努利方程的应用和动量方程及其应用。液压系统的压力损失；空穴现象及液压冲击的概念。本章难点伯努利方程和动量方程计算。小孔及缝隙的流量计算。压力损失的计

2、算。第一节流体静力学基础液体静力学主要是讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。"液体静止"指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。一、液体静压力及其特性作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上就等于加速度。表面力是由与流体相接触的其它物体(如容器或其它液体)作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力，这是内力。单位面积上作用的表面力称为应力。应力有法向应力，也有切向应力。当液

3、体静止时，液体质点间没有相对运动，不存在摩擦力，所以静止液体的表面只有法向力没有切向力。液体内某点处单位面积ΔA上所受到的法向力ΔF与ΔA之比，叫做压力p（静压力），即若法向力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为（2－1）液体的静压力具有两个重要特性：1）液体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向。（液体的压力沿着内法线方向作用于承压面）2）静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。可见，静止液体总是处于受压状态，并且其内部的任何质点都是受平衡压力作用的。（液体的各个质点都只能受压，而不能受拉）二、静压力基本方程1、静压力基

4、本方程例：计算静止液体内任意点A处的压力∵pdA=p0dA+FG=p0dA+ρghdA∴p=p0+ρgh（2－2）重力作用下静止液体压力分布特征（1）静止液体中任一点处的压力由两部分液面压力p0组成{液体自重所形成的压力ρgh（2)静止液体内压力沿液深呈线性规律分布（3)离液面深度相同处各点的压力均相等，压力相等的点组成的面叫等压面。p=p0+ρgh（2－2）2、静压力基本方程式的物理意义单位重力流体的位势能单位重力流体的压强势能在重力作用下的连续均质不可压缩静止流体中，各点的单位重力流体的总势能（位势能＋压强势能）保持不变。三、压

5、力的表示方法及单位以绝对真空作为基准表示的压力：绝对压力；以大气压力作为基准所表示的压力：相对压力（表压力）。测压两基准：关系绝对压力=大气压力+相对压力或相对压力（表压力）=绝对压力–大气压力（注液压传动系统中所测压力大多为相对压力即表压力）真空度=大气压力–绝对压力若液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这点上的绝对压力比大气压力小的那部分值叫做真空度绝对压力=大气压力＋相对压力（表压力）真空度=大气压力–绝对压力当相对压力为正时，称为表压力；问：从相对压力与大气压的关系上说，相对压力何时为正何时为负？当相对压力为负时，称为真空度

6、；压力的单位法定单位（也是国际制单位）帕斯卡Pa1Pa＝1N/m2通常采用“MPa”1MPa＝106Pa目前还采用的单位：“巴”符号为“bar”1bar＝105N/m2＝105Pa＝0.1MPa1bar≈1.02kgf/cm21at（工程大气压）＝1kgf/cm2=9.8×104N/m21mH2o（水柱高）＝9.8×103N/m21mmHg（毫米汞柱高）＝1.33×102N/m2例题2－1如图所示，容器内盛有油液。已知油的密度ρ=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=1×10-3m2，假设活塞的重量忽略不计。

7、问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？图2-3静止液体内的压力解：活塞与液体接触面上的压力均匀分布，有根据静压力的基本方程式（2-2），深度为h处的液体压力为从本例可以看出，液体在受外界压力作用的情况下，液体自重所形成的那部分压力ρgh相对甚小，在液压系统中常可忽略不计，因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。以后我们在分析液压系统的压力时，一般都采用这一结论。四、帕斯卡原理在密封容器内，施加于静止液体上的各点压力将以等值同时传递到液体内各点，容器内压力方向垂直于内表面，如图2-4所示。图2-4由帕斯卡原理

8、可得，连通器中各点压力均相等。则有液压系统中的压力是由外界负载决定的。例题2－2如图2－4所示，为相互连通的两个液压缸。已知大液压缸内径D=120mm，小液压缸内径d=20mm，大活塞上放置物体的质量为6000kg。试求在小活塞上应施