液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1、2 2 液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)2.1 2.1 液壓油液壓油2.2 2.2 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ)2.3 2.3 液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.4 2.4 管路內(nèi)液流的壓力損失管路內(nèi)液流的壓力損失2.5 2.5 孔口和縫隙的流量孔口和縫隙的流量2.6 2.6 氣穴現(xiàn)象和液壓沖擊氣穴現(xiàn)象和液壓沖擊2.1 2.1 液壓油液壓油2.1.1 2.1.1 液壓油的主要性質(zhì)液壓油的主要性質(zhì) 單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度。液體的密度為單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度。液體的密度為 1.1.密度密度mV 式中式中 m m：液體的質(zhì)量：液體的質(zhì)量(kg)(kg)； V V：液體的體積（：液體

2、的體積（m m3 3）；）； 液壓油的密度液壓油的密度=900 kg/ m=900 kg/ m3 3 表表2-12-1常用工作介質(zhì)的密度常用工作介質(zhì)的密度 （kg/m3 3）工作油液工作油液 液體受增大的壓力作用而使體積縮小的性質(zhì)稱為液體的可壓液體受增大的壓力作用而使體積縮小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。液體的可壓縮性可用縮性。液體的可壓縮性可用體積壓縮系數(shù)體積壓縮系數(shù)表示，它是指液體在單表示，它是指液體在單位壓力變化下的體積相對(duì)變化量，用公式表示為位壓力變化下的體積相對(duì)變化量，用公式表示為2.2.可壓縮性可壓縮性01VVpk 液體壓縮系數(shù)的倒數(shù)，稱為液體的液體壓縮系數(shù)的倒數(shù)，稱為液體的體積彈性模

3、量體積彈性模量，簡(jiǎn)稱體，簡(jiǎn)稱體積模量，用積模量，用K 表示，即表示，即01VVpkK 液體在外力作用下流動(dòng)（或有流動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，液體分子間內(nèi)液體在外力作用下流動(dòng)（或有流動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，液體分子間內(nèi)聚力要阻止分子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在液層相互作用的界面之間會(huì)產(chǎn)聚力要阻止分子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在液層相互作用的界面之間會(huì)產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這一特性稱為液體的粘性。生一種內(nèi)摩擦力，這一特性稱為液體的粘性。 3.3.粘性粘性yuAFddfyudd液體的粘性示意圖液體的粘性示意圖（1 1）粘性的物理意義）粘性的物理意義牛頓內(nèi)摩擦定律牛頓內(nèi)摩擦定律單位面積上的內(nèi)摩擦力單位面積上的內(nèi)摩擦力 表示粘性大小的物理量。流體抵抗剪切變

4、形能力的度量，表示粘性大小的物理量。流體抵抗剪切變形能力的度量，粘度大，這種能力強(qiáng)。粘度大，這種能力強(qiáng)。 （2 2）粘度）粘度動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度( (絕對(duì)粘度絕對(duì)粘度) )運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度相對(duì)粘度相對(duì)粘度表示方法表示方法動(dòng)力粘度：動(dòng)力粘度：表征流動(dòng)液體內(nèi)摩擦力大小的粘性系數(shù)。表征流動(dòng)液體內(nèi)摩擦力大小的粘性系數(shù)。運(yùn)動(dòng)粘度：運(yùn)動(dòng)粘度：液體動(dòng)力粘度與密度的比值，沒有明確的物理意義，但液體動(dòng)力粘度與密度的比值，沒有明確的物理意義，但是工程實(shí)際中常用的物理量。是工程實(shí)際中常用的物理量。一般的：一般的： 同種介質(zhì)比較大小時(shí)常用運(yùn)動(dòng)粘度同種介質(zhì)比較大小時(shí)常用運(yùn)動(dòng)粘度 不同介質(zhì)比較大小時(shí)一般用動(dòng)力粘度不同介質(zhì)比

5、較大小時(shí)一般用動(dòng)力粘度恩氏粘度恩氏粘度0 0E E 中國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等用中國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等用賽氏粘度賽氏粘度SSU SSU 美國(guó)用美國(guó)用雷氏粘度雷氏粘度R R 英國(guó)用英國(guó)用巴氏粘度巴氏粘度0 0B B 法國(guó)用法國(guó)用 液體的粘度隨液體的壓力和溫度而變。對(duì)液壓傳動(dòng)工作液體的粘度隨液體的壓力和溫度而變。對(duì)液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)來說，介質(zhì)來說，壓力增大時(shí)，粘度增大壓力增大時(shí)，粘度增大。在一般液壓系統(tǒng)使用的。在一般液壓系統(tǒng)使用的壓力范圍內(nèi)，增大的數(shù)值很小，可以忽略不計(jì)。但液壓傳動(dòng)壓力范圍內(nèi)，增大的數(shù)值很小，可以忽略不計(jì)。但液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)的粘度對(duì)溫度的變化十分敏感，工作介質(zhì)的粘度對(duì)溫度的變化十分敏感，溫度

6、升高，粘度下溫度升高，粘度下降降。這個(gè)變化率的大小直接影響液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)的使用，。這個(gè)變化率的大小直接影響液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)的使用，其重要性不亞于粘度本身。其重要性不亞于粘度本身。（3 3）溫度和壓力對(duì)粘度的影響）溫度和壓力對(duì)粘度的影響典型液壓油的粘溫特性曲線典型液壓油的粘溫特性曲線 油液的其他物理機(jī)化學(xué)性質(zhì)包括：防銹性、潤(rùn)滑性、抗燃性、油液的其他物理機(jī)化學(xué)性質(zhì)包括：防銹性、潤(rùn)滑性、抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、導(dǎo)熱性、相溶性以及純凈性等?？鼓?、抗氧化性、抗泡沫性、導(dǎo)熱性、相溶性以及純凈性等。都對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能有重要影響。都對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能有重要影響。 （4 4）其它性質(zhì)）其它性質(zhì)

7、粘溫特性好粘溫特性好有良好的潤(rùn)滑性有良好的潤(rùn)滑性有良好的化學(xué)穩(wěn)定性有良好的化學(xué)穩(wěn)定性成分要純凈成分要純凈抗泡沫性和抗乳化性好抗泡沫性和抗乳化性好材料相容性好材料相容性好無毒、價(jià)格便宜無毒、價(jià)格便宜燃點(diǎn)高，凝點(diǎn)低燃點(diǎn)高，凝點(diǎn)低液壓油的要求：液壓油的要求：2.1.2 2.1.2 液壓油的種類液壓油的種類表表2-22-2液壓油的主要品種及其特性和應(yīng)用液壓油的主要品種及其特性和應(yīng)用2.1.3 2.1.3 液壓油的選用液壓油的選用選擇液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)一般需考慮以下幾點(diǎn)：選擇液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)一般需考慮以下幾點(diǎn)：環(huán)境因素環(huán)境因素 工作壓力工作壓力壓力高，選粘度較大的液壓油壓力高，選粘度較大的液壓油 環(huán)境

8、溫度環(huán)境溫度溫度高，溫度高，選粘度較大的液壓油選粘度較大的液壓油運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)性能 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度速度高，選粘度較低的液壓油速度高，選粘度較低的液壓油液壓泵的類型液壓泵的類型 液壓泵的類型液壓泵的類型各類泵適用粘度范圍見表各類泵適用粘度范圍見表2-62.1.4 2.1.4 液壓油的污染及控制液壓油的污染及控制液壓油污染的危害液壓油污染的危害液壓油的污染源液壓油的污染源污染的控制污染的控制造成系統(tǒng)故障造成系統(tǒng)故障 降低元件壽命降低元件壽命 使液壓油變質(zhì)使液壓油變質(zhì) 影響工作性質(zhì)影響工作性質(zhì)系統(tǒng)殘留物系統(tǒng)殘留物 外界侵入物外界侵入物 內(nèi)部生成物內(nèi)部生成物徹底清洗系統(tǒng)徹底清洗系統(tǒng) 保持系統(tǒng)清潔保持系

9、統(tǒng)清潔 定期清除污物定期清除污物 定期換油定期換油2.2 2.2 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ)2.2.1 2.2.1 液體的壓力及其特性液體的壓力及其特性 作用在液體上的兩種力：作用在液體上的兩種力：質(zhì)量力和表面力質(zhì)量力和表面力 靜壓力靜壓力：?jiǎn)挝幻娣e上所受的法向力。靜壓力在液體傳動(dòng)中：?jiǎn)挝幻娣e上所受的法向力。靜壓力在液體傳動(dòng)中簡(jiǎn)稱壓力，在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)。本書以后只用簡(jiǎn)稱壓力，在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)。本書以后只用“壓力壓力”一詞。一詞。 靜止液體中某點(diǎn)處微小面積靜止液體中某點(diǎn)處微小面積 A A上作用有法線力上作用有法線力 F F，則該點(diǎn)，則該點(diǎn)的壓力定義為的壓力定義為 1.1.液體的壓力液體的壓

10、力AFpA0lim 若法向作用力若法向作用力F F均勻地作用在面積均勻地作用在面積 A A上，則壓力可表示為上，則壓力可表示為AFp 2. 2. 液體靜壓力的重要特性液體靜壓力的重要特性 （1 1）液體靜壓力的作用方向始終向作用面的內(nèi)法線方向。由）液體靜壓力的作用方向始終向作用面的內(nèi)法線方向。由于液體質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)聚力很小，液體不能受拉只能受壓。于液體質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)聚力很小，液體不能受拉只能受壓。（2 2）靜止液體中，任何一點(diǎn)所受到各個(gè)方向的液體靜壓力都）靜止液體中，任何一點(diǎn)所受到各個(gè)方向的液體靜壓力都相等。相等。 2.2.2 2.2.2 液體靜力學(xué)基本方程及其物理意義液體靜力學(xué)基本方程及其物理意義 靜壓

11、力基本方程靜壓力基本方程ghpp0重力作用下靜止液體的受力分析重力作用下靜止液體的受力分析 可以看出可以看出：靜止液體在自重作用下任何一點(diǎn)的壓力隨著液體：靜止液體在自重作用下任何一點(diǎn)的壓力隨著液體深度呈線性規(guī)律遞增。液體中壓力相等的液面叫等壓面，靜止液深度呈線性規(guī)律遞增。液體中壓力相等的液面叫等壓面，靜止液體的等壓面是一水平面。體的等壓面是一水平面。 2.2.3 2.2.3 壓力的傳遞壓力的傳遞 由帕斯卡原理由帕斯卡原理可知，由外力作用所產(chǎn)生的壓力可以等值地傳遞可知，由外力作用所產(chǎn)生的壓力可以等值地傳遞到液體內(nèi)部所有各點(diǎn)，故在液體內(nèi)部各點(diǎn)的壓力也就處處相等了。到液體內(nèi)部所有各點(diǎn)，故在液體內(nèi)部各

12、點(diǎn)的壓力也就處處相等了。n 液壓傳動(dòng)是依據(jù)帕斯卡原理實(shí)現(xiàn)力的傳遞、放大和方向變換的。液壓傳動(dòng)是依據(jù)帕斯卡原理實(shí)現(xiàn)力的傳遞、放大和方向變換的。n 液壓系統(tǒng)的壓力完全決定于外負(fù)載。液壓系統(tǒng)的壓力完全決定于外負(fù)載。2.2.4 2.2.4 壓力的表示方法及單位壓力的表示方法及單位相對(duì)壓力（表壓力）相對(duì)壓力（表壓力）: : 以大氣壓力為基準(zhǔn)，測(cè)以大氣壓力為基準(zhǔn)，測(cè)量所得的壓力，是高于大氣量所得的壓力，是高于大氣壓的部分壓的部分 。絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力: : 以絕對(duì)零壓為基以絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力準(zhǔn)測(cè)得的壓力 絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力= =相對(duì)壓力相對(duì)壓力 + + 大氣壓力大氣壓力 真空度真空度: :如果液體中某點(diǎn)

13、的絕對(duì)壓力小于大氣壓力，則稱該點(diǎn)出現(xiàn)如果液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓力小于大氣壓力，則稱該點(diǎn)出現(xiàn)真空。此時(shí)相對(duì)壓力為負(fù)值，常將這一負(fù)相對(duì)壓力的絕對(duì)值稱為該真空。此時(shí)相對(duì)壓力為負(fù)值，常將這一負(fù)相對(duì)壓力的絕對(duì)值稱為該點(diǎn)的真空度點(diǎn)的真空度 真空度真空度=|=|負(fù)的相對(duì)壓力負(fù)的相對(duì)壓力|=|=|絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力 - - 大氣壓力大氣壓力| | 1. 1. 壓力的表示方法壓力的表示方法2. 2. 壓力的單位壓力的單位n國(guó)際單位制單位國(guó)際單位制單位 國(guó)際單位制單位為國(guó)際單位制單位為PaPa（帕）、（帕）、N/mN/m2 2（我國(guó)法定（我國(guó)法定計(jì)量單位）或兆帕計(jì)量單位）或兆帕(MPa)(MPa)，1MPa=101MP

14、a=106 6PaPa。n工程制單位工程制單位 kgf/cmkgf/cm2 2。國(guó)外也有用。國(guó)外也有用bar(bar(巴），巴），1bar=101bar=105 5PaPa。n標(biāo)準(zhǔn)大氣壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 1 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101325Pa=101325Pa。n液體柱高度液體柱高度 h=p/(g)h=p/(g)，常用的有水柱、汞柱等，如，常用的有水柱、汞柱等，如1 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 大大氣壓約等于氣壓約等于10m10m水柱高。水柱高。2.2.5 2.2.5 液體靜壓力對(duì)固體壁面的作用力液體靜壓力對(duì)固體壁面的作用力 當(dāng)承受壓力的固體壁面為平面時(shí)當(dāng)承受壓力的固體壁面為平面時(shí): :則作用在其上的總作

15、用力等則作用在其上的總作用力等于壓力與該壁面面積之積于壓力與該壁面面積之積 當(dāng)承受壓力的固體壁面是曲面時(shí)當(dāng)承受壓力的固體壁面是曲面時(shí): :曲面上總作用力在某一方向曲面上總作用力在某一方向上的分力等于曲面在與該方向垂直平面內(nèi)的投影面積與靜壓力的上的分力等于曲面在與該方向垂直平面內(nèi)的投影面積與靜壓力的乘積。若已知曲面上總作用力在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的分量分別為乘積。若已知曲面上總作用力在三個(gè)坐標(biāo)軸方向的分量分別為FxFx、 FyFy和和FzFz時(shí)，總作用力的大小為：時(shí)，總作用力的大小為： 24DpF21222)(ZYXFFFF2.3 2.3 液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.3.1 2.3.1 基本概念基

16、本概念1.1.理想液體和恒定流動(dòng)理想液體和恒定流動(dòng)理想液體理想液體恒定流動(dòng)恒定流動(dòng)假設(shè)的既無粘性又不可壓縮的流體稱為理想流體。假設(shè)的既無粘性又不可壓縮的流體稱為理想流體。恒定流動(dòng)與非恒定流動(dòng)恒定流動(dòng)與非恒定流動(dòng)液體流動(dòng)時(shí)，液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度液體流動(dòng)時(shí)，液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)，亦稱為定常流動(dòng)或非時(shí)都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)，亦稱為定常流動(dòng)或非時(shí)變流動(dòng)。變流動(dòng)。2.2.流線、流束、流管和通流截面流線、流束、流管和通流截面 流線流線流束流束某一瞬時(shí)液流中一條條標(biāo)志其各處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某一瞬時(shí)液流中一條條標(biāo)志其各處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的曲線。在流線上各點(diǎn)處的瞬時(shí)液流方

17、向與該點(diǎn)的切曲線。在流線上各點(diǎn)處的瞬時(shí)液流方向與該點(diǎn)的切線方向重合，在恒定流動(dòng)狀態(tài)下流線的形狀不隨時(shí)線方向重合，在恒定流動(dòng)狀態(tài)下流線的形狀不隨時(shí)間而變化。對(duì)于非恒定流動(dòng)來說，由于液流通過空間而變化。對(duì)于非恒定流動(dòng)來說，由于液流通過空間點(diǎn)的速度隨時(shí)間而變化，因而流線形狀也隨時(shí)間間點(diǎn)的速度隨時(shí)間而變化，因而流線形狀也隨時(shí)間變化而變化。液體中的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻只能有變化而變化。液體中的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻只能有一個(gè)速度，所以流線不能相交，不能轉(zhuǎn)折，但可相一個(gè)速度，所以流線不能相交，不能轉(zhuǎn)折，但可相切，是一條條光滑的曲線切，是一條條光滑的曲線 。許多流線組成的一束曲線。許多流線組成的一束曲線。流管流管

18、通流截面通流截面通過一條封閉曲線的密集流線束。通過一條封閉曲線的密集流線束。垂直于流動(dòng)方向的截面，也稱為過流截面。垂直于流動(dòng)方向的截面，也稱為過流截面。流線、流束、流管和通流截面流線、流束、流管和通流截面 3.3.流量和平均流速流量和平均流速 流量流量單位時(shí)間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積，流量以單位時(shí)間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積，流量以q q表表示，單位為示，單位為m m3 3/s/s或或L/minL/min。在通流截面在通流截面A A上取一微小流束的截面上取一微小流束的截面dAdA，則通過，則通過dAdA的微的微小流量為小流量為對(duì)上式積分，可得流經(jīng)整個(gè)通流截面對(duì)上式積分，可得流經(jīng)整個(gè)通流截

19、面A A的流量的流量平均流速平均流速實(shí)際流體流動(dòng)時(shí)，速度的分布規(guī)律很復(fù)雜。假設(shè)通流實(shí)際流體流動(dòng)時(shí)，速度的分布規(guī)律很復(fù)雜。假設(shè)通流截面上各點(diǎn)的流速均勻分布，平均流速為截面上各點(diǎn)的流速均勻分布，平均流速為4.4.層流、紊流和雷諾數(shù)層流、紊流和雷諾數(shù) 層流層流液體流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)間沒有橫向運(yùn)動(dòng)，且不混雜，液體流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)間沒有橫向運(yùn)動(dòng)，且不混雜，作線狀或?qū)訝畹牧鲃?dòng)。作線狀或?qū)訝畹牧鲃?dòng)。液體流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)有橫向運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生小漩渦，液體流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)有橫向運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生小漩渦，作雜亂無章的運(yùn)動(dòng)作雜亂無章的運(yùn)動(dòng)。紊流紊流ab雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫雷諾實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫雷諾數(shù)判斷雷諾數(shù)判斷液體的流動(dòng)狀態(tài)是層流

20、還是紊流，可以通過無量綱液體的流動(dòng)狀態(tài)是層流還是紊流，可以通過無量綱值雷諾數(shù)來判斷。實(shí)驗(yàn)證明，液體在圓管中的流動(dòng)值雷諾數(shù)來判斷。實(shí)驗(yàn)證明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)可用下式來表示狀態(tài)可用下式來表示Redv常見管道的臨界雷諾數(shù)常見管道的臨界雷諾數(shù)2.3.2 2.3.2 流體連續(xù)性方程流體連續(xù)性方程液流連續(xù)性方程推導(dǎo)用圖液流連續(xù)性方程推導(dǎo)用圖 流體連續(xù)性方程是流體連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的表達(dá)方式。在流體力學(xué)中的表達(dá)方式。 液體在管內(nèi)作恒定流動(dòng)，液體在管內(nèi)作恒定流動(dòng)，任取任取1 1、2 2兩個(gè)通流截面，根據(jù)兩個(gè)通流截面，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)流

21、過兩個(gè)截面的液體質(zhì)量相等，流過兩個(gè)截面的液體質(zhì)量相等，即：即： 1 1v v1 1 A A1 1 = = 2 2v v2 2 A A2 2 不考慮液體的壓縮性則得不考慮液體的壓縮性則得 q = v A = q = v A = 常量常量 流量連續(xù)性方程說明了恒定流動(dòng)中流過各截面的不可壓縮流量連續(xù)性方程說明了恒定流動(dòng)中流過各截面的不可壓縮流體的流體的流量流量是不變的。因而流速與通流截面的面積成反比。是不變的。因而流速與通流截面的面積成反比。管細(xì)流速大，管粗流速小連續(xù)性方程在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用連續(xù)性方程在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用2.3.3 2.3.3 伯努利方程伯努利方程 伯努利方程是伯努利方程是能量守恒定律

22、能量守恒定律在流體力學(xué)中的表達(dá)方式。在流體力學(xué)中的表達(dá)方式。1.1.理想液體的伯努利方程理想液體的伯努利方程 在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的理想流體具有壓力能，勢(shì)能和動(dòng)能在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的理想流體具有壓力能，勢(shì)能和動(dòng)能三種形式的能量，它們可以互相轉(zhuǎn)換，但其總和不變，即能三種形式的能量，它們可以互相轉(zhuǎn)換，但其總和不變，即能量守恒。量守恒。2. 2. 實(shí)際液體的伯努利方程實(shí)際液體的伯努利方程 n實(shí)際流體存在粘性，流動(dòng)時(shí)存在能量損失，實(shí)際流體存在粘性，流動(dòng)時(shí)存在能量損失，PW 為單位質(zhì)量液體為單位質(zhì)量液體在兩截面之間流動(dòng)的能量損失。在兩截面之間流動(dòng)的能量損失。n用平均流速替代實(shí)際流速，用平均流速替代實(shí)際流速，

23、為動(dòng)能修正系數(shù)。層流為為動(dòng)能修正系數(shù)。層流為2 2，紊流，紊流為為1.1.例例1 1：如圖示簡(jiǎn)易熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬：如圖示簡(jiǎn)易熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬頭。已知頭。已知 A A1 1= =A A2 2/4/4和和A A1 1、h h值，問冷水管內(nèi)流量達(dá)到多少時(shí)值，問冷水管內(nèi)流量達(dá)到多少時(shí)才能抽吸熱水？才能抽吸熱水？3. 3. 伯努利方程應(yīng)用舉例伯努利方程應(yīng)用舉例 例例2 2：用伯努利方程分析如圖所示液壓泵的吸油過程，試分：用伯努利方程分析如圖所示液壓泵的吸油過程，試分析吸油高度析吸油高度H H對(duì)泵工作性能的影響。對(duì)泵工作性能的影響。例例3 3：如圖，已知液壓泵的流量

24、：如圖，已知液壓泵的流量q=32L/minq=32L/min，吸油管內(nèi)徑，吸油管內(nèi)徑d=20mmd=20mm，液壓泵，液壓泵吸油口距離液面高度吸油口距離液面高度h=500mmh=500mm，油箱足夠大，液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度，油箱足夠大，液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度v=20 x10v=20 x10-6-6m m2 2/s/s，密度，密度=900kg/m=900kg/m3 3. .試求：試求：1.1.吸油管中油液的流速？吸油管中油液的流速？2.2.判別吸油管中油液的流態(tài)？判別吸油管中油液的流態(tài)？3.3.不計(jì)壓力損失，泵吸油口的真空度？（為簡(jiǎn)化計(jì)算可取不計(jì)壓力損失，泵吸油口的真空度？（為簡(jiǎn)化計(jì)算可取g=10m/sg

25、=10m/s2 2）例例4 4：如圖，水箱兩側(cè)壁開一個(gè)小孔，水箱自由液面：如圖，水箱兩側(cè)壁開一個(gè)小孔，水箱自由液面1-11-1與小孔與小孔2-2-2 2處的壓力分別為處的壓力分別為P P1 1和和P P2 2，小孔中心到水箱自由液面的距離為，小孔中心到水箱自由液面的距離為h h，且，且h h基本不變，如果不計(jì)損失，求水從小孔流出的速度?；静蛔?，如果不計(jì)損失，求水從小孔流出的速度。2.4 2.4 管路內(nèi)液流的壓力損失管路內(nèi)液流的壓力損失 實(shí)際液體在管道中流動(dòng)時(shí)，因其具有黏性而產(chǎn)生摩擦實(shí)際液體在管道中流動(dòng)時(shí)，因其具有黏性而產(chǎn)生摩擦力，故有能量損失。另外，液體在流動(dòng)時(shí)會(huì)因管道尺寸或形力，故有能量損

26、失。另外，液體在流動(dòng)時(shí)會(huì)因管道尺寸或形狀變化而產(chǎn)生撞擊和出現(xiàn)漩渦，也會(huì)造成能量損失。在液壓狀變化而產(chǎn)生撞擊和出現(xiàn)漩渦，也會(huì)造成能量損失。在液壓管路中這種能量消耗表現(xiàn)為壓力損失。損耗的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁苈分羞@種能量消耗表現(xiàn)為壓力損失。損耗的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使液壓系統(tǒng)溫度升高，性能變差。因此在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)能，使液壓系統(tǒng)溫度升高，性能變差。因此在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量減少壓力損失。這種壓力損失一般可分為兩種，時(shí)，應(yīng)盡量減少壓力損失。這種壓力損失一般可分為兩種，一種是一種是沿程壓力損失沿程壓力損失，一種是，一種是局部壓力損失局部壓力損失。2.4.1 2.4.1 沿程壓力損失沿程壓力損失 液體在等截面直管中

27、流動(dòng)時(shí)因粘性摩擦而產(chǎn)生的壓力損失稱為液體在等截面直管中流動(dòng)時(shí)因粘性摩擦而產(chǎn)生的壓力損失稱為沿程壓力損失。沿程壓力損失。22flpd2.4.2 2.4.2 局部壓力損失局部壓力損失 局部壓力損失，就是液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、閥口以局部壓力損失，就是液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、閥口以及突然變化的截面等處時(shí)，因流速或流向發(fā)生急劇變化而在局及突然變化的截面等處時(shí)，因流速或流向發(fā)生急劇變化而在局部區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)阻力所造成的壓力損失。由于液流在這些局部部區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)阻力所造成的壓力損失。由于液流在這些局部阻礙處的流動(dòng)狀態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，影響因素較多，因此除少數(shù)（比阻礙處的流動(dòng)狀態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，影響因素較多，因此除少數(shù)

28、（比如液流流經(jīng)突然擴(kuò)大或突然縮小的截面時(shí)）能在理論上作一定如液流流經(jīng)突然擴(kuò)大或突然縮小的截面時(shí)）能在理論上作一定的分析外，其它情況都必須通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。的分析外，其它情況都必須通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。2.4.3 2.4.3 管路系統(tǒng)的總壓力損失管路系統(tǒng)的總壓力損失 整個(gè)管路系統(tǒng)的總壓力損失是系統(tǒng)中所有直管中的沿程壓力整個(gè)管路系統(tǒng)的總壓力損失是系統(tǒng)中所有直管中的沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和。損失和所有局部壓力損失之和。減小液壓系統(tǒng)壓力損失的減小液壓系統(tǒng)壓力損失的措施措施：n減小流速減小流速n縮短管道長(zhǎng)度縮短管道長(zhǎng)度n減小管道截面的突變減小管道截面的突變n提高管道內(nèi)壁的加工質(zhì)量提高管道內(nèi)壁的加工質(zhì)量

29、 例例1 1：某液壓泵裝在油箱油面以下，液壓泵的流量：某液壓泵裝在油箱油面以下，液壓泵的流量q=25L/minq=25L/min，所用，所用液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度為液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度為20mm20mm2 2/s/s，油液密度為，油液密度為900kg/m900kg/m3 3，吸油管為光滑，吸油管為光滑圓管，管道直徑為圓管，管道直徑為20mm20mm，過濾器的壓力損失為，過濾器的壓力損失為0.2x100.2x105 5papa，試求油泵，試求油泵入口處的絕對(duì)壓力。入口處的絕對(duì)壓力。2.5 2.5 孔口的流量孔口的流量 在液壓元件特別是液壓控制閥中，對(duì)液流壓力、流量及方向在液壓元件特別是液壓控制閥中，對(duì)液流

30、壓力、流量及方向的控制通常是通過特定的孔口來實(shí)現(xiàn)的，它們對(duì)液流形成阻力，的控制通常是通過特定的孔口來實(shí)現(xiàn)的，它們對(duì)液流形成阻力，使其產(chǎn)生壓力降，其作用類似電阻，稱其為液阻。使其產(chǎn)生壓力降，其作用類似電阻，稱其為液阻?！翱卓诹鲃?dòng)孔口流動(dòng)”主要介紹孔口的流量公式及液阻特性。主要介紹孔口的流量公式及液阻特性。1.1.薄壁小孔的流量壓力特性薄壁小孔的流量壓力特性 通過薄壁小孔的流量與液體粘度無關(guān)，因而流量受液體溫通過薄壁小孔的流量與液體粘度無關(guān)，因而流量受液體溫度影響較小度影響較小. .但流量與孔口前后壓差的關(guān)系是非線性的。但流量與孔口前后壓差的關(guān)系是非線性的。2.2.細(xì)長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)小孔的流量壓力特性小孔的流量壓力特性3.3.液體經(jīng)小孔流動(dòng)時(shí)流量壓力的統(tǒng)一公式液體經(jīng)小孔流動(dòng)時(shí)流量壓力的統(tǒng)一公式 1.1.液壓沖擊概念液壓沖擊概念 在液壓系統(tǒng)工作過程中，由于運(yùn)動(dòng)部件急速換向或關(guān)閉油路，在液壓系統(tǒng)工作過程中，由