第2章液压流体力学基础ppt课件.ppt

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1、《液压传动》机电教研室第二章液压流体力学基础1主要内容有：（1）液体静力学基础（2）流体动力学基础（3）管道中液流的特性（4）孔口液流特性液压流体力学基础影片04-06通过本章学习，掌握液压流体力学的基础知识，重点掌握帕斯卡静压传递原理和流体动力学三大方程以及小孔流量公式。液体静力学研究静止液体的力学规律和这些规律的实际应用。这里所说的静止液体是指液体处于内部质点无相对运动的状态，因此液体不显示粘性，液体内部无剪切应力，只有法向应力即压力。2.2液体静力学基础（1）压力及其性质（2）重力作用下静止液体中的压力分布（3）压力的表示方法及单位（

2、4）帕斯卡静压传递原理（5）液体静压力作用在固体壁面上的力主要研究问题：一、静压及特性作用在液体上的力质量力：由于加速度的存在而产生的惯性力，只与流体质量有关；表面力：流体是连续介质，质点与周围流体接触，相互之间引起的力，只与接触面积有关。应力（单位面积上作用的表面力）法向（内法线）切向静止液体质点没有相对运动或趋势，不存在内摩擦力，故只有内法线方向上的法向力，液体单位面积上法向力大小称为法向应力，即液体的静压力（压力）。1、压力定义：2、性质：静压力是沿着液体作用面的内法线方向，压力总是垂直于受压面静止液体内任意点处的压力在各个方向上都相

3、等二压力的表示方法及单位2、单位(1)法定单位：帕斯卡(牛/米2）—Pa(2)工程常用单位：bar、液柱高度1、表示方法(1)绝对压力——以绝对真空为基准(2)相对压力——以大气压力为基准，超过大气压力的那一部分(3)真空度——以大气压力为基准，小于大气压力的那一部分（负相对压力）绝对压力＝大气压力＋相对压力（表压力）相对压力（表压力）＝绝对压力－大气压力真空度＝大气压力－绝对压力三静压方程1、基本方程：——液柱上表面压力——液柱下表面压力——液柱自重力列平衡方程：得：(3)离液面相同深度处各点压力均相等，称为等压面，等压面是水平面2、性质

4、：(1)任一点压力由两部分组成：液面压力和液高因素，如果液面只受大气压力作用，则(2)呈直线规律分布，斜率由液柱高度引起的压力可忽略，近似认为液体内部压力处处相等。2静压力基本方程的物理意义整理表示单位重量液体具有的压力能，称为比压力能，它具有长度的量纲，故又称作压力水头表示单位重量液体具有的位能，称为比位能，它具有长度的量纲，也常称作位置水头物理意义：静止液体内任何一点具有压力能和位能两种能量形式，且其总和保持不变，即能量守恒。但是两种能量形式之间可以相互转换四帕斯卡静压传递原理由静压力基本方程式可知，液体中任何一点的压力都包含有液面压力

5、，或者说液体表面的压力等值传递到液体内所有的地方。同理，密闭容器内施加于静止液体上的压力也以等值传到液体各点。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。注意：如果没有负载则无法形成压力，当负载的自重时，系统静止不动，必须加大以增加系统内部压力从而提升，因此液压系统中的压力是由负载决定的。五液体静压力作用在容器壁面上的力静压力作用在固体壁面上的液压作用力F等于压力p与承压面积A的乘积，且作用方向垂直于承压表面F=pA例1-2解：，则：积分得：同理：结论：曲面固体壁面某一方向上所受作用力的合力在数值上等压力和曲面在垂直于压力方向的投影面积的乘积。补充例题

6、曲面固体壁面：例：求如右下图所示的液压缸缸筒内壁所受作用力。2.3流体动力学基础流体动力学研究液体在外力作用下的运动规律，即研究作用在液体上的力与液体运动之间的关系。由于液体具有粘性，流动时要产生摩擦力，因此研究液体流动问题时必须考虑粘性的影响。主要的研究问题：（1）流体力学的基本概念（2）连续性方程（3）伯努利方程（4）动量方程一基本概念1、理想液体、恒定流动、一维流动(1)理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。(2)恒定流动：液体中任何点处的压力、速度和密度都不随时间变化，称液体作恒定流动，反之则为非恒定流动。(3)一维流动：液体整个

7、地作线形流动时，称为一维流动，作平面或空间流动时，称为二维或三维流动。(1)流线：某一瞬时标志各处质点运动状态的曲线。(2)流束：通过某截面所有各点流线的集合构成流束。(3)通流截面：流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。2、流线、流束、流通截面3、流量、平均流速(1)流量：单位时间内流过某通流截面的液体体积（或质量）。(2)平均流速——体积流量——质量流量假定流速是恒定值，则：如果流速不是恒定的，可假想一个平均流速，使得：则有：二连续性方程（流动液体的质量守恒定律）结论：在恒定流动中，流过各截面不可压缩液体的流量是相等的，流速也与通流截

8、面成反比。当v1不可调节时，那么调节q3也能使v2产生相应的变化。在液压技术中，v1或q3都能够做到在一定范围内进行无级调节，因此v2也能实现无级调节，这是液压传动能被普遍应用的