设备控制课件(2)讲解学习.ppt

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1、设备控制课件(2)（2）各向压力相等∵有一向压力不等，液体就会流动∴各向压力必须相等hGPP0AdA静力学基本方程：例题计算静止液体内任意点A处的压力？P0∵pdA=p0dA+G=p0dA+ρghdA∴p=p0+ρgh其中hdA等于V压力的表示方法：绝对压力和相对压力测压两基准：1，绝对压力—以绝对零压（绝对真空）为基准所测2，相对压力—以大气压力为基准所测压力之间的关系：绝对压力=大气压力+相对压力或相对压力（表压）=绝对压力–大气压力注意：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力真空度=大气压力–

2、绝对压力帕斯卡原理：在密封容积中，由外力作用在液面上所产生的压力可以等值地传递到液体内所有各点推论：在液压系统中，外力作用所产生的压力远大于液体自重产生的压力，因此常将液体自重产生的压力忽略不计，而认为在密闭容积中静止液体各点压力处处相等。例题讲解：图为相互连通的两个液压缸，两活塞的面积分别为A1、A2，在大活塞上放一重物G，在小活塞上施加外力F，问应施加多大的力F才能使大活塞顶起重物？解：外力F在小液压缸中产生压力为p1=F/A1液压缸中产生的压力为p2=G/A2根据帕斯卡原理p1=p2=p所以要顶起

3、大活塞要在小活塞上加的外力为F=G(A1/A2)推论：液压传动的一个基本概念是液压系统的工作压力取决于外负载。二，液体动力学基础目的任务：了解流动液体特性、传递规律掌握动力学基本方程、流量重点难点：流量与流速关系及结论，动力学基本方程及结论、物理意义研究内容:研究液体运动和引起运动的原因，即研究液体流动时流速和压力之间的关系（或液压传动两个基本参数的变化规律）主要讨论:动力学基本方程1，基本概念【1】过流断面：液体流动时垂直于液体流动方向的截面。常用A来表示。【2】理想液体：既无粘性又不可压缩的液体【3

4、】恒定流动（稳定流动、定常流动）：流动液体中任一点的p、u和ρ都不随时间而变化流动.【4】流量q：单位时间t内流过某过流断面的液体体积V用公式表示为q=V/t单位一般为m3/S或者L/min。【5】平均流速V:液体在管道内流动时，实际上由于液体具有粘性，其在过流断面上各点的速度是不相同的，分布规律为抛物线。计算时假想过流断面上各点的流速均匀分布，且以均布流速v流动。以此流速v流过过流断面A的流量等于以实际流速u流过该断面的流量。流速v称为过流断面上的平均流速，则q=vA即平均流速为：v=q/AAVq液压

5、缸运动速度的推导：v=q/Aq=0v=0q↑v↑q↓v↓结论：液压缸的运动速度取决于进入液压缸的流量，并且随着流量的变化而变化。2，动力学基本方程【1】连续性方程液体的可压缩性很小，在一般情况下可忽略不计，即液体的密度ρ为常数。根据质量守恒定律，当液体在管内作稳定流动时，液体在管道内既不能增多，也不能减少，因此单位时间内流入液体的质量应恒等于流出液体的质量。动画演示ρv1A1=ρv2A2=常量v1A1=v2A2=q=常量（连续性方程）A1、A2——过流截面面积；v1、v2——过流截面处的液体平均流速。连

6、续性方程的物理意义：当不可压缩的液体在作稳定流动时，不管平均流速和过流截面沿着流程怎样变化，流过不同截面的流量是相等的，即过流截面积大，流速小；过流截面积小，流速大。例题讲解：如图1-6所示，已知A1=50㎝2A2=100㎝2，外力F1推动小活塞的运动V1=6m/min，试求管道中的流量q及大活塞的运动速度V2解：活塞的运动速度即为液体的流速，则小液压缸的流量为V1A1，由液体的连续性方程可知，管道中的流量及大液压缸的流量都与小液压缸的流量相等，故可求出q、V2q=V1A1=6×50×10-4×103L

7、/min=30L/minV2=V1A1/A2=6×50/100m/min=3m/min【2】伯努力方程液体流动的能量表现形式有三种，即压力能、势能和动能。假定图中管道内流动的液体为理想液体(即无粘性又不可压缩的液体)，并作稳定流动，则根据能量守恒定律，在任一截面上的这三种能量之间都可以相互转化，但其总和保持不变公式推导：1外力对液体所做的功W=p1A1v1dt-p2A2v2dt=(p1-p2)∆V2机械能的变化量位能的变化量：∆Ep=mg∆h=ρg∆V(h2-h1)动能的变化量：∆Ek=m∆v2/2=ρ

8、∆V(v22–v12)/2根据能量守恒定律，则有：W=∆Ep+∆Ek(p1-p2)∆V=ρg∆V(h2-h1)+ρ∆V(v22-v12)/2整理后得单位重量理想液体伯努利方程为：p1+ρgh1+ρv12/2=p2+ρgh2+ρv22/2或p/ρg+h+v2/2g=C（c为常数）这就是伯努力方程！P/ρ——单位质量液体的压力能，gh——单位质量液体的势能，v2/2——单位质量液体的动能液体流动示意图由于实际流动的液体要有粘性，且在过流断面上的