王積偉.液壓傳動(dòng)第二版課件第3章.

1、第三章液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)液體靜力學(xué)第二節(jié)液體動(dòng)力學(xué)第三節(jié)管道中液流的特巾生第五節(jié)7穴現(xiàn)象第六節(jié)液壓沖擊第一節(jié)液體靜力學(xué) 習(xí)慣上扌巴液體在單位面積上所受的內(nèi)法線方向的法 向應(yīng)力稱(chēng)為壓力，例如當(dāng) A昇面積上作用有法向力 A/時(shí)，液體內(nèi)某點(diǎn)處的壓力叩定義為AA->0 液體的壓力有如下董要彳生質(zhì)： 靜止液體內(nèi)任息點(diǎn)處 的壓力在各個(gè)右向上渚B相等。二、證力作用 下靜止浜體中的壓力龍布（一）靜壓力基本方程p = po + pgh液體竟?fàn)帀毫Ψ植加腥缦绿?征：舲止液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓 力由兩咅p分組成。黃爭(zhēng)止液體內(nèi)白勺壓力隨液 體深度呈線性規(guī)律遞土曾。 "同一液體中.離液面深 度相等的各點(diǎn)壓

2、力相苓O（二）靜壓力基本方程的物理意義圖3-2靜壓力基本方程的物理意義為爭(zhēng)壓力總本方程的物理您 義處：靜止液體內(nèi)任何一 點(diǎn)冥有壓力桀口位夬2兩種 倉(cāng)皂量開(kāi)三式.且其熄口保扌寺 不變，即身皂量守4亙。但長(zhǎng) 兩種夬皂迴形式之間可以相 互轉(zhuǎn)換。圖35帕斯卡原理倉(cāng)用實(shí)例三.壓力的表示方法及單位根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同. 壓力冇兩種表示方法： 以 絕對(duì)零壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱(chēng)為絕對(duì)壓力；以當(dāng)?shù)卮髍壓力為 基準(zhǔn)所表示的壓力， 稱(chēng)為相對(duì)壓力。絕對(duì)壓 力與相對(duì)壓力之間的關(guān) 系如圖3_3所示。帕斯卡原理 在密閉容器內(nèi)，施加于気爭(zhēng)止液體上的壓力將以等 值傳遞到液體中所有各點(diǎn)。達(dá)就是巾白斯卡原理， 或稱(chēng)靜壓傳遊質(zhì)理

3、。巾白斯卡原理是液壓傳動(dòng)的一 個(gè)基本原理。第二節(jié)液體動(dòng)力學(xué)（一）理想液體、恒定流動(dòng)和一維流動(dòng)（二）流線、流管和流來(lái)（三）通流截面、流量和 平均流速（四）流動(dòng)液體的壓力圖X沈線、涂管流柬和週流裁簡(jiǎn) ）*n *）»ft c）連續(xù)方程殳在流動(dòng)的液體中取一控制體U （見(jiàn)圖3-10）, 它 內(nèi)晉卩液體的質(zhì)母為力，單位時(shí)間內(nèi)流入. 流出的質(zhì) 量流盤(pán)為彳”】、qm29 根據(jù)質(zhì)垃守'恒定律,qm- qm2 應(yīng)等于該時(shí)丿可內(nèi) 控朱J體V中液體質(zhì)垃的變F匕卒da/dt。由 于qm=pq、 qm2 =“242、m二p, 因此d(pk) 17 dp dvpg pm 二-擊=1 dz *pd7潔這就長(zhǎng)

4、流體波過(guò)具冇固定 邊界控制體時(shí)通用的連續(xù)方 程。（一）理想液體的運(yùn)動(dòng)微分方程（二）理想液體的育皂量方程（三）實(shí)際液體的能量方程ZP _dl _dt dt圖3-16流背內(nèi)液滝動(dòng)牘 動(dòng)量方程是動(dòng)懸定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。 動(dòng)量定理扌旨出： 作用在物體上的合夕卜力的大J、等 于物體在力作用方向上的動(dòng)量變化率，即將動(dòng)量定理應(yīng)用于液體時(shí), 須在任意時(shí)玄Ut時(shí)從流管 中取出一個(gè)由通流截面*41 和應(yīng)圍棍來(lái)的液體控帝J體， 女圖3-16所示。第三節(jié)管道中液流的特巾生（一）層流弄口湍流（二）雷諾數(shù)> 實(shí)驗(yàn)證明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的 平均流速卩有關(guān)，還和管悝、液體的運(yùn)動(dòng)粘度V有 關(guān)。而用

5、來(lái)尖J另!J液流狀態(tài)的超由這三個(gè)參數(shù)所組成 白勺一個(gè)稱(chēng)為雷諾數(shù)Z?e白勺無(wú)量綱數(shù)V液體在園管中的層流流動(dòng)足液壓傳動(dòng)中的最您見(jiàn) 現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)時(shí)，就弄坐管道中 的液流保持這種狀態(tài)。3-18所示為液體在等徑水平圓管中作巾亙定層流時(shí)的諂況o與湍流時(shí)流速變化情況如圖3-19所示*。分對(duì)于充分的湍流流動(dòng)，其流通截面上的流速分布 圖形如圖3_20所示。（一）沿程壓力扌員失（二）局部壓力損失（三）波紋管中的 壓力扌員失（四）液壓系統(tǒng)菅 路的總壓力損失US孔口和縫隙液流> 薄壁<1、孔足扌旨劃、孔的長(zhǎng)度才口直彳全之上匕1/dvO. 5的孔, 一般孔 口 邊緣做成刃 口 形式，如圖3-2

6、5所示。才當(dāng)孔的長(zhǎng)度牙口直徑之比0. 5 < 1/<4時(shí)，稱(chēng)為 短孔. 短孔加工上匕薄壁刀、孔容易， 因此特另U 適合于作固定¥流器丁吏用。牙當(dāng)孔的長(zhǎng)度牙口直彳圣之上匕l(fā)/d>4時(shí)，稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)孔?？p隙流流()平行平板縫障 圖3_3所示為在兩塊平行平板所形成的縫隙間充 滿了液體，縫隙高度為力，縫隙寬度牙口長(zhǎng)度為b和/, 且一般恒有b> >力和/> >ho圖331半行半板堤隙間的液底(二)環(huán)形縫隙1.流經(jīng)同心環(huán)瑋縫隙的涼疑a)b)圖3-32同心環(huán)形縫障間的液流RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系2.流經(jīng)偏心環(huán)形縫隙的流量（三）圓環(huán)平面縫隙

7、圖3-34所示為液體在 圓環(huán)平面縫隙眉1的流動(dòng)。圖 3J4的檢此RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系第五節(jié)氣穴現(xiàn)象RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系0.02 0<M 0M OCR 0. IO27P 液體不可避免地會(huì)含有一定量的空氣。液體中所 含空代體積的分?jǐn)?shù)稱(chēng)為它的含代量。空r可溶解 在液體中，也可以氣泡的形式龍昆含在液體之中。2 Oj07 <M» OjW 0.10R>JXMFiIti氣體靜第It以從從沽腋那出的體體1勺加力IH韻笑從需度JjH的長(zhǎng)鼻b）滄漏業(yè)也S伸休*忖人力鴿丈鼻 右勺由 樂(lè)2更圧

8、3由在畑止?fàn)顟B(tài)下空代的溶解度與時(shí)眉1 的關(guān)系如圖3_37所示，它反映了溶解速度。當(dāng)液體在某一溫度下其壓力繼綾下降而低于一定 數(shù)值時(shí)，液體本身便迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸氣， 這時(shí)的壓力稱(chēng)為液體在該溫度下的飽和蒸氣壓。般說(shuō)來(lái)，液體白勺飽奔口蒸氣壓上匕空Y分離壓要刀、 得多。幾種液壓液的飽和蒸代壓與溫度的關(guān)系如 圖3-3*所示*。o.ooo iM) SO 70 100140 IHOMfr.圖338愀和鎮(zhèn)氣壓和視度腫關(guān)系I2水.乙介瑕藏O6RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系IH3-39 “淹II的氣穴現(xiàn)彖廠 當(dāng)液流波到圖3-39所示的節(jié)流口的喉普”

9、位置時(shí), 根據(jù)能量方程，該處的壓力要降低。廠如該處壓力低于液壓液 工作溫度下的空氣分離 壓，溶解在液壓液中的 空代將迅速地大量分離 出來(lái)，査成隹泡，產(chǎn)生 化穴。RI 3刃 乍氣介權(quán)爪油中的幣圳廈巧時(shí)間的關(guān)系具體措施有:閥孔口 對(duì)后的壓差，一般輸望其壓力比pi/p2<3 5O正確庁殳計(jì)和使用液壓泵站。分液壓系統(tǒng)各元部件的連接處耍密封可靠，嚴(yán)防 空P員入。皆,提高零件的機(jī)械強(qiáng)度.減<J、零件表面粗糙度值。第六節(jié)液壓沖擊升有一液位恒定并角邑保持液面壓力不變的容器如圖3-40所示。1TpXI41/«圖3-40液流速度突變 引起的液壓沖擊運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)所產(chǎn)生的液壓沖分 庁殳運(yùn)動(dòng)普鬥牛在帝J動(dòng)日寸蛍7減遼時(shí)間為 AF, 速度的 減#、值為A v,貝M艮據(jù)運(yùn)0量定律可近似mt求得左 腔內(nèi)的二中擊壓力幾由于 適當(dāng)加大管徑.P艮帝J管逍流速V。正確設(shè)計(jì)閥口或設(shè)宜制動(dòng)裝宜°A 延長(zhǎng)閥