第2章液压流体力学基础.doc

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1、授课内容备注第2章液压流体力学基础教学目的：1、了解液体的物理性质，静压特性、方程、传递规律，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学规律，掌握静力学基本方程、压力表达式和结论 ；2、了解流动液体特性、传递规律，掌握动力学三大方程、流量和结论；3、了解流量公式、特点、两种现象产生原因，掌握薄壁孔流量公式及通用方程、两种现象的危害及消除。教学重点：1、液体静力学基本方程及意义；2、压力、流量两个重要参数;3、动力学基本概念：理想液体、恒定流动、迹线和流线等教学难点：液体静力学基本方程及意义教学方法及手段：讲授法课外作业：2-9,2-20,2-29学时分配：5个学时自学内容：教学内容

2、：2.1液压油的性质2.1.1液压油的物理性质1、液体的密度密度ρ：ρ=m/V[kg/m3]2、液体的粘性液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，这一特性称为粘性。实验测定指出，液体流动时相邻液层之间的内摩擦力F与液层间的接触面积A和液层间的相对速度成正比，而与液层间的距离成反比，即F=μA式中：μ－比例常数，称为粘性系数或粘度；－速度梯度。液体粘性示意图粘度的分类：粘度是衡量流体粘性的指标。常用的粘度有动力粘度、运动粘度和相对粘度。①动力粘度μ动力粘度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du/dz=1时，单位面积上的内摩擦

3、力的大小，即：它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。②运动粘度ν运动粘度是动力粘度μ与液体密度ρ的比值,即：ν=μ/ρ运动粘度ν没有什么明确的物理意义，因在理论分析和计算中常遇到μ/ρ的比值，为方便起见用ν表示。③相对粘度相对粘度又称条件粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同。有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度，我国采用恩氏粘度。3、液体的可压缩性当液体受压力作用二体积减小的特性称为液体的可压缩性。可压缩性用体积压缩系数表示，并定义为单位压力变化下的液体体积的相对变化量。设体积为V0的液体，其压力变化量为，液体体积减小，则体积压缩系数4、其它性质1）压力对粘度的影响在一般情况下，压

4、力对粘度的影响比较小。当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也随之增大。2）温度对粘度的影响液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。2.1.2对液压油的要求及选用1、对液压传动工作介质的要求1.适宜的粘度和良好的粘温性能一般液压系统所用的液压油其粘度范围为：ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50)2.润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外，其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此，液压油应具有良好的润滑性能。3.良好的化学稳定性即对热、氧化、水解、相容都具有良

5、好的稳定性。4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性5.对金属材料具有防锈性和防腐性6.比热、热传导率大，热膨胀系数小7.抗泡沫性好，抗乳化性好8.油液纯净，含杂质量少9.流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高2、选用正确而合理地选用液压油，乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。选用液压油时，可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑，一般是先确定适用的粘度范围，再选择合适的液压油品种。同时还要考虑液压系统工作条件的特殊要求，如在寒冷地

6、区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低；伺服系统则要求油质纯、压缩性小；高压系统则要求油液抗磨性好。2.2液体静力学2.2.1液体静压力及其特性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ΔF对其微小面积ΔA的极限称为压力p，即：p＝lim静压力具有下述两个重要特征：(1)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。(2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。2.2.2液体静力学方程静止液体内部受力情况可用下图来说明。平衡方程为：；得2.2.3压力的表示方法及单位液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常

7、有绝对压力、相对压力(表压力)、真空度三种表示方法。相对于大气压(即以大气压为基准零值时)所测量到的一种压力，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。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、真空度的关系是：(1)绝对压力＝大气压力+相对压力(2)相对压力＝绝对压力-大气压力(3)真空度＝大气压力-绝对压力压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，1Pa＝1N/m2。由于此单位很小，工程上使用不便，因此常采用它的倍单位兆帕，符号