液壓及氣壓傳動(dòng)(第二章講稿)

1、第二章第二章 液壓與氣壓傳動(dòng)流體力學(xué)基礎(chǔ)液壓與氣壓傳動(dòng)流體力學(xué)基礎(chǔ)1. 液體靜力學(xué) 3. 液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失 4. 孔口和縫隙流量 2. 液體動(dòng)力學(xué) 5. 空穴現(xiàn)象和液壓沖擊 研究液體處于靜止?fàn)顟B(tài)的力學(xué)規(guī)律和這些規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。一、一、 液體壓力液體壓力 靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力。靜壓力在液壓傳動(dòng)中簡(jiǎn)稱壓力,在物理學(xué)中則稱為壓強(qiáng)。 靜止液體：指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液體。 液體靜壓力有兩個(gè)重要特性: （1）液體靜壓力垂直于承壓面,其方向和該面的內(nèi)法線方向一致。這是由于液體質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力很小,不能受拉只能受壓之故。 （2）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)所受到的壓力在各個(gè)方向上都相等

2、。為什么？如果某點(diǎn)受到的壓力在某個(gè)方向上不相等,那么液體就會(huì)流動(dòng),這就違背了液體靜止的條件。AFpA0lim(Pa)二、二、 靜止靜止液體中的液體中的壓力分布?jí)毫Ψ植?上式化簡(jiǎn)后得：AghApAp0ghpp0ghppa 如圖2.1所示。在垂直方向上力平衡方程式式中，ghA為小液柱的重力， 液體的密度上式即為液體靜壓力的基本方程。如上表面受到大氣壓力pa作用,則（2-7)A 液體液體靜力學(xué)基本方程靜力學(xué)基本方程說(shuō)明什么問(wèn)題：說(shuō)明什么問(wèn)題： （1） 靜止液體中任何一點(diǎn)的靜壓力為作用在液面的壓力Po和液體重力所產(chǎn)生的壓力gh之和。 （2） 液體中的靜壓力隨著深度h 而線性增加。 （3）在連通器里，靜

3、止液體中只要深度h 相同其壓力都相等。由壓力相等的組成的面稱為等壓面。在重力作用下靜止液體中的等壓面是一個(gè)水平面。三、三、 壓力的表示方法和單位壓力的表示方法和單位 根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同有所謂的相對(duì)壓力（又稱表壓力）和絕對(duì)壓力之分。 有關(guān)相對(duì)壓力、絕對(duì)壓力 空度的關(guān)系見(jiàn)圖2-4。 真空度=大氣壓力-絕對(duì)壓力 絕對(duì)壓力相對(duì)壓力大氣壓力 如液體中某點(diǎn)處的絕對(duì)壓力小于大氣壓力，這時(shí)該點(diǎn)的絕對(duì)壓力比大氣壓力小的那部分壓力值，稱為真空度（相對(duì)壓力）。相對(duì)壓力：以大氣壓力為基準(zhǔn)所表示的壓力。絕對(duì)壓力：以絕對(duì)真空作為基準(zhǔn)進(jìn)行度量的壓力。 壓力的單位壓力的單位 1) 國(guó)際制單位 Pa（帕）N/m2（我國(guó)法定計(jì)量

4、單位） 或兆帕(MPa)，1MPa=106Pa。 2) 工程制單位 kgf/cm2，國(guó)外也有用bar(巴）， 1 kgf/cm2 = 1bar 1bar=105Pa。 3) 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0.98105Pa。 4) 液體柱高度 h=p/g，常用的有水柱、酒精柱、汞柱等。 例2.1 如圖2-2所示，容器內(nèi)盛滿油液。已知油的密度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面積A=110-3m2，假設(shè)活塞的重量忽略不計(jì)。問(wèn)活塞下方深度為h=0.5m處的壓力等于多少？ 解: 活塞與液體接觸面上的壓力均勻分布，有 2623/101011000mNmNAFpF 從本例可以看出，從本例

5、可以看出，液體在受外界壓力作用的情況下，液液體在受外界壓力作用的情況下，液體自重所形成的那部分壓力體自重所形成的那部分壓力 gh相對(duì)甚小，在液壓系統(tǒng)中?？上鄬?duì)甚小，在液壓系統(tǒng)中?？珊雎圆挥?jì)，因而可近似認(rèn)為整個(gè)液體內(nèi)部的壓力是相等的。忽略不計(jì)，因而可近似認(rèn)為整個(gè)液體內(nèi)部的壓力是相等的。以后我們?cè)诜治鲆簤合到y(tǒng)的壓力時(shí)，一般都采用這種結(jié)論。以后我們?cè)诜治鲆簤合到y(tǒng)的壓力時(shí)，一般都采用這種結(jié)論。ghppF=106+9009.80.5=1.0044106(N/m2)106(Pa)根據(jù)靜壓力的基本方程式，深度為h處的液體壓力四、四、 靜止液體中的壓力傳遞靜止液體中的壓力傳遞( (帕斯卡原理帕斯卡原理) )

6、根據(jù)靜壓力基本方程(p=p0+gh),盛放在密閉容器內(nèi)的液體，其外加壓力p0發(fā)生變化時(shí)，只要液體仍保持其原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)不變，液體中任一點(diǎn)的壓力均將發(fā)生同樣大小的變化。 如圖2-5所示密閉容器內(nèi)的靜止液體，當(dāng)外力F變化引起外加壓力p發(fā)生變化時(shí)，則液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力將發(fā)生同樣大小的變化。即在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力可以等值傳遞到液體內(nèi)各點(diǎn)。這就是靜壓傳遞原理，或稱為帕斯卡原理。 如圖所示建立了一個(gè)很重要的概念，即在液壓傳動(dòng)中的工作壓力取決于負(fù)載，而與流入的流體多少無(wú)關(guān)。 FAp = F/A F = 0 p = 0 F p F p 結(jié)論：液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于負(fù)結(jié)論：液壓系統(tǒng)的工作壓力取

7、決于負(fù)載，并且載，并且 隨著負(fù)載的變化而變化。隨著負(fù)載的變化而變化。p五、五、 液體對(duì)固體壁面的作用力液體對(duì)固體壁面的作用力固體壁面上各點(diǎn)在某一方向上所受靜壓作用力的總和，就是液體在該方向作用于固體壁面上的力。（1）作用在平面上的總作用力 F = pA 如：液壓缸，若設(shè)活塞直徑為D,則 F = pA = pD2/4 （2）在曲面上,液壓作用力在某一方向上的分力等于靜壓力和曲面在該方向的垂直面內(nèi)投影面積的乘積。 coscospdAdFdFxcoscospdAdFdFx22xxdFFdplrplrdcoscosxpAdplr22cos液體對(duì)固體壁面的作用力液體對(duì)固體壁面的作用力 24Fd P24y

8、Fd P容器底面所受液體的作用力圓形容器的直徑為d，液體壓力ppp 0 xF 42dppAFFyy靜止液體對(duì)閥芯的作用力p 研究?jī)?nèi)容: 研究液體運(yùn)動(dòng)和引起運(yùn)動(dòng)的原因，即研究液體流動(dòng)時(shí)流速和壓力之間的關(guān)系（或液壓傳動(dòng)兩個(gè)基本參數(shù)的變化規(guī)律）一、一、 基本概念基本概念 （1）理想液體、定常流動(dòng)和一維流動(dòng) 理想液體：既無(wú)粘性又不可壓縮的假想液體。 定常流動(dòng)：液體流動(dòng)時(shí)，若液體中任何一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)。否則，只要壓力、速度和密度有一個(gè)量隨時(shí)間變化，則這種流動(dòng)就稱為非定常流動(dòng)。 當(dāng)液體整個(gè)作線形流動(dòng)時(shí)，稱為一維流動(dòng)。液流截面上各點(diǎn)的速度矢量都相同。（2）流線、流管和流束 流線：

9、是流場(chǎng)中一條一條的曲線，它表示同一瞬時(shí)流場(chǎng)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。流線上每一質(zhì)點(diǎn)的速度矢量與這條曲線相切因此流線代表了在某一瞬時(shí)許多流體質(zhì)點(diǎn)的流速方向。由于流動(dòng)液體中任一質(zhì)點(diǎn)在其一瞬時(shí)只能有一個(gè)速度，所以流線之間不可能相交，也不可能突然轉(zhuǎn)折。 流管：在流場(chǎng)中給出一條不屬于流線的任意封閉曲線，沿該封閉曲線上的每一點(diǎn)作流線，由這些流線組成的表面 (圖2-7b)。 流束：流管內(nèi)的流線群。如圖2-7c所示。 將流管截面無(wú)限縮小趨近于零，便獲得微小流管或微小流束。微小流束截面各點(diǎn)處的流速可以認(rèn)為是相等的。 流線彼此平行的流動(dòng)稱為平行流動(dòng)。 流線間夾角很小，或流線曲率很大的流動(dòng)稱為緩變流動(dòng)。平行流動(dòng)和緩變流動(dòng)

10、都可認(rèn)為是一維流動(dòng)。 （ 3）通流截面、流量和平均流速 通流截面：在流束中與所有流線正交的截面。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液體在管道中流動(dòng)時(shí)，垂直于流動(dòng)方向的截面即為通流截面，也稱為過(guò)流斷面。 流量流量 ： 單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某通流截面液體體積，單位為m3/s或Lmin。tVqAuqddAAuqdAAuqAdAq平均流速平均流速 過(guò)通流截面A的流量與以實(shí)際流速流過(guò)通流截面A的流量相等，所以通過(guò)整個(gè)通流截面的總流量為： 由于實(shí)際液體具有粘度，液體在某一通流截面流動(dòng)時(shí)截面上各點(diǎn)的流速是不相等，流量表示為：液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度 l A v v = q/A q = 0 v = 0 q q v q v

11、結(jié)論：液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度取決于進(jìn)入液壓結(jié)論：液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度取決于進(jìn)入液壓 缸的缸的流量流量，并且隨著流量的變化而，并且隨著流量的變化而 變化。變化。 液體流動(dòng)有兩種狀態(tài)，即層流和紊流。 層 流： 液體的流動(dòng)是分層的，層與層之 間互不干擾 。主要由粘性力起作用。 紊流（湍流）：液體流動(dòng)不分層，做混雜紊亂流動(dòng)。主要由慣性力起作用。流態(tài)必須用流態(tài)必須用雷諾數(shù)雷諾數(shù)判斷。判斷。（4） 層流、紊流和雷諾數(shù)層流、紊流和雷諾數(shù) 實(shí)驗(yàn)證明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)與管內(nèi)的平均流速、管道內(nèi)徑和運(yùn)動(dòng)粘度有關(guān)。因此，判斷液流狀態(tài)是上述三個(gè)參數(shù)所組成的一個(gè)稱為雷諾數(shù)的無(wú)量綱數(shù),即 l 非圓管道截面雷諾數(shù) 過(guò)流斷面水力直

12、徑 濕周長(zhǎng)：液體與固體壁面相接觸的周長(zhǎng)。 面積相等但形狀不同的通流截面，圓形的水力直徑最大，同心環(huán)的最小。 水力直徑大，液流阻力小，通流能力大。 vdReHvdReAdH4 液體由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)與紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)是不相等的。紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)數(shù)值要小，用其作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)，Rec。 （Rec見(jiàn)表2.2） 臨界雷諾數(shù)Rec ： 雷諾數(shù)物理意義：液流的慣性力對(duì)粘性力的無(wú)因次比。雷諾數(shù)大，慣性力起主導(dǎo)作用，液體處于紊流；雷諾數(shù)小時(shí)，粘性力起主導(dǎo)作用，液體處于層流。Re Rec為紊流二、二、 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種

13、具體表現(xiàn)形式。對(duì)定常流動(dòng)而言，液體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)任一截面的液體質(zhì)量必然相等。 m1 = m2 若忽略液體可壓縮性 1=2 = 則 v1A1 = v 2A2 或 q = vA = 常數(shù) 結(jié)論：液體在管道中流動(dòng)時(shí)，流過(guò)各個(gè)斷面的流量是相等的，因而流速和過(guò)流斷面A成反比。 運(yùn)動(dòng)速度取決于流量，而與流體的壓力無(wú)關(guān)。222111AvAv 例例2.5 2.5 如如圖2.10所示，已知流量q1=25L/min，小活塞桿直徑d1=20mm，小活塞直徑 D1= 7 5 m m , 大 活 塞 桿d2= 4 0 m m ， 大 活 塞 直 徑D2=125mm。求:大小活塞的運(yùn)動(dòng)速度v1、 v2？ 解：根據(jù)連

14、續(xù)性方程：smsmdDqAqv/102.0/)02.0075.0(42510254422321211111smsmDvDAqv/037.0/125.0102.0075.04222212122 伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種具體表現(xiàn)形式。 能量守恒定律：理想液體在管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，同一管道內(nèi)任一截面上的總能量應(yīng)該相等?；颍和饬?duì)物體所做的功應(yīng)該等于該物體機(jī)械能的變化量。 1、理想液體伯努利方程、理想液體伯努利方程 1)外力對(duì)液體所做的功 2)機(jī)械能的變化量 位能的變化量 動(dòng)能的變化量 dVppdtudApdtudApW)(21222111)(121hhgdVmgdh

15、E2/ )(2/212222uudVmduE 根據(jù)能量守恒定律，則有： 整理后得微小流束理想液體的伯努利方程為： 21EEW2/ )()()(21221221uudVhhgdVpp222221112121ughpughpguhgpguhgp2222222111物理意義：在密閉管道內(nèi)作恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動(dòng)能。在流動(dòng)過(guò)程中，三種能量之間可以互相轉(zhuǎn)化，但各個(gè)過(guò)流斷面上三種能量之和恒為定值?；?層流層流 =2 紊流紊流 =12、實(shí)際液體伯努利方程、實(shí)際液體伯努利方程 實(shí)際與理論差別： 1）實(shí)際液體流動(dòng)有粘性，因此有能量損失hw。 2）我們實(shí)際計(jì)算的是用平均速度。 所

16、以實(shí)際伯努利方程，對(duì)上述理論伯努力方程進(jìn)行修改。 l 為動(dòng)能修正系數(shù)：實(shí)際動(dòng)能與按平均流速計(jì)算出的動(dòng)能之比。 whgvhgpgvhgp222222221111wppghvpghv22222112112121應(yīng)用伯努利方程時(shí)必須注意的問(wèn)題應(yīng)用伯努利方程時(shí)必須注意的問(wèn)題（1） 斷面斷面1、2需順流向選?。ǚ駝t需順流向選?。ǚ駝thw為負(fù)值），且應(yīng)選在為負(fù)值），且應(yīng)選在緩變的過(guò)流斷面上。緩變的過(guò)流斷面上。 （2） 斷面中心在基準(zhǔn)面以上時(shí)，斷面中心在基準(zhǔn)面以上時(shí)，h取正值；反之取負(fù)值。取正值；反之取負(fù)值。（3）通常選取特殊位置的平面作為基準(zhǔn)面。）通常選取特殊位置的平面作為基準(zhǔn)面。例例2.72.7 液壓泵

17、的流量為q=32L/min，吸油管通道d=20mm，液壓泵吸油口距離液面高度h=500mm，液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度20106 m2/s，密度900kg/m3，不計(jì)壓力損失，求液壓泵吸油口的真空度。 解 :吸油管的平均速度為 smdqAq7 . 1422 此時(shí)液體在吸油管中的運(yùn)動(dòng)為層流狀態(tài)。選取自由液面和靠近吸油口的截面列伯努利方程，以截面為基準(zhǔn)面，因此Z1=0，10（截面大，油箱下降速度相對(duì)于管道流動(dòng)速度要小得多），p1=pa（液面受大氣壓力的作用），即得如下伯努利方程 所以泵吸油口（截面）的真空度為 油液在吸油管中的流動(dòng)狀態(tài) hz2因 1700102002.07.1Re6vdgvgpzgpa222

18、222MPavghppa057. 0222四、 動(dòng)量方程 動(dòng)量方程是動(dòng)量定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。 動(dòng)量定理：作用在物體動(dòng)量定理：作用在物體上的外力等于物體單位時(shí)間上的外力等于物體單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量。內(nèi)動(dòng)量的變化量。 tmvtIF)( 如圖2-15所示，有一段液體1-2在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，在通流截面1-1和2-2處的平均流速分別為v1和v2，面積分別為A1和A2。經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，液體從1-2流到1-2的位置。 111 222)()()(mvmvmvtvvqtvqtvq)(1212)()(12vvqtmvtIF 考慮動(dòng)量修正問(wèn)題，則有：考慮動(dòng)量修正問(wèn)題，則有： F =q(2v2-1v1) 層流

19、層流 =1、33 紊流紊流 = 1 X向動(dòng)量方程：向動(dòng)量方程： Fx = q (2v 2x-1v1x) 指定方向的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力：指定方向的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力： X向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力 ： Fx= -Fx = q (1v1x-2v2x) 圖示滑閥進(jìn)、出閥口的速度如圖所示，計(jì)算閥芯所受軸向力的大小，確定受力方向。如圖所示的管路，已知管路內(nèi)液體的平均流速是v，液體的密度 求：1、液體對(duì)彎管的作用力2、作用力的方向)cos()(12vvqvvqFxxx)sin0()(12vqvvqFyyy22yxFFFyxFFtg 壓力損失：由于液體具有粘性，在管路中流動(dòng)時(shí)又不可避免地存在著摩擦力，所以液體在流動(dòng)過(guò)程中必然

20、要損耗一部分能量。這部分能量損耗主要表現(xiàn)為壓力損失。 壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當(dāng)液體在直徑不變的直管中流過(guò)一段距離時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。局部損失是由于管子截面形狀突然變化、液流方向改變或其它形式的液流阻力而引起的壓力損失?？偟膲毫p失等于沿程損失和局部損失之和。 一、一、 沿程壓力損失沿程壓力損失（粘性損失） ( 1)層流時(shí)沿程壓力損失 液體沿等徑直管流動(dòng)時(shí)，由于液體的粘性摩擦產(chǎn)生的壓力損失。 1）速度分布規(guī)律）速度分布規(guī)律 液體在等徑水平直液體在等徑水平直管中作層流運(yùn)動(dòng)，沿管中作層流運(yùn)動(dòng)，沿管軸線取一半徑為管軸線取一半徑為r，長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為l的小圓柱體的小圓柱體兩端面

21、壓力為兩端面壓力為p1、p2 ，側(cè)面的內(nèi)摩擦力為側(cè)面的內(nèi)摩擦力為Ff，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力平衡方程為：平衡方程為： ( p1-p2)r2 = Ff Ff = -2rldu/dr p = p1-p2 du = - rdrp/2l 對(duì)上式積分，并應(yīng)用邊界條件對(duì)上式積分，并應(yīng)用邊界條件 r=R時(shí)，時(shí)，u=0,得得 ： u = (R2 - r2)p/4l 結(jié)論：液體在圓管中作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度結(jié)論：液體在圓管中作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度 對(duì)稱于圓管對(duì)稱于圓管中心線并按拋物線規(guī)律分布。中心線并按拋物線規(guī)律分布。 umin = 0 (r=R) umax = R2p/4l = d2 p/16l (r=

22、0)2) 流量計(jì)算：流量計(jì)算： dA = 2rdr dq = udA =2u r dr = 2(R2 - r2) rdrp/4l 故故 q =0R2p/4l(R2- r2)rdr =pR4/8l =pd4/128l 3）圓管中的平均流速）圓管中的平均流速v = q /A = （ pd4/128l ）/（d2/4） = p d2/32l v = umax /2232222vdldlvp4）圓管沿程壓力損失）圓管沿程壓力損失 沿程阻力系數(shù)沿程阻力系數(shù) 理論理論64/Re結(jié)論：液流沿圓管作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，其沿程壓力損失與管長(zhǎng)、結(jié)論：液流沿圓管作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，其沿程壓力損失與管長(zhǎng)、流速、粘度成正比，而與管徑

23、的平方成反比。流速、粘度成正比，而與管徑的平方成反比。（2）紊流時(shí)的沿程壓力損失 232222vdldlvp 紊流流動(dòng)現(xiàn)象很復(fù)雜的， 但紊流狀態(tài)下液體流動(dòng)的壓力損失仍用上式來(lái)計(jì)算， 式中的值不僅與雷諾數(shù)Re有關(guān)，而且與管壁表面粗糙度有關(guān)。 = 0.3164Re-0.25 （105 Re 4000） = 0.032+0.221Re-0.237 （3106 Re 105 ） = 1.74+2lg( /d)-2 （Re 3106或或 Re900 /d） 紊流運(yùn)動(dòng)時(shí)，紊流運(yùn)動(dòng)時(shí)， 比層流大比層流大 液壓系統(tǒng)中液體在管道內(nèi)應(yīng)盡量作層流運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)中液體在管道內(nèi)應(yīng)盡量作層流運(yùn)動(dòng)p 液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭

24、、突變截面以及閥口 濾網(wǎng)等局部裝置時(shí)，液流會(huì)產(chǎn)生旋渦，并發(fā)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生的損失稱為局部損失。 產(chǎn)生原因:碰撞、旋渦（突變管、彎 管)產(chǎn)生附加摩擦。附加摩擦:只有紊流時(shí)才有，是由于分子作橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的 摩擦，即速度分布規(guī)律改變，造成液體的附加摩擦。 22vp 對(duì)于液流通過(guò)各種標(biāo)準(zhǔn)液壓元件的局部損失，一般可從產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格中查到，但所查到的數(shù)據(jù)是在額定流量qn時(shí)的壓力損失pn，若實(shí)際通過(guò)流量與其不一樣時(shí)，可按下式計(jì)算，即 2)(nnVqqpp二、局部壓力損失二、局部壓力損失 管路系統(tǒng)的總壓力損失： p = p +p +pv p 熱能熱能 T q 散逸散逸 減小減小p的措施：的措施：1

25、、盡量、盡量L，突變突變 2 、加工質(zhì)量，力求光滑，加工質(zhì)量，力求光滑，合適合適 3 、A，v 過(guò)高過(guò)高 p pv2 其中其中v的影響最大的影響最大 過(guò)低過(guò)低 尺寸尺寸 成本成本 一般有推薦流速可供參考，見(jiàn)有關(guān)手冊(cè)。一般有推薦流速可供參考，見(jiàn)有關(guān)手冊(cè)。 一般在液壓傳動(dòng)中，可將壓力損失寫成如下一般在液壓傳動(dòng)中，可將壓力損失寫成如下 形式：形式： p = p1 - p2 三、 管路系統(tǒng)的總壓力損失 例2.8 如圖2.18所示，某液壓泵裝在油箱油面以下。液壓泵流量q=25L/min，所用液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度為=20mm2/s，密度900kg/m3，吸油管為光滑圓管，直徑d=20mm，過(guò)濾器的壓力損失為0

26、.2105Pa，求液壓泵吸油口的絕對(duì)壓力。 解：取泵吸油管的管軸為基準(zhǔn)面，列出液面1-1和泵2-2的伯努利方程為：wppghvpghv22222112112121流速為：smsmdqAqv/326. 1/601021025444232222層流）(23201326102002. 0326. 1Re622dv由此可知22，沿程壓力損失為：Padlvp57302. 0326. 13 . 010209003232262，0,7 . 01012151hmhppa。，可設(shè)0121vvvPa84032573102 .0326.12900217 .08 .9900101525則：wpvghpp2221122

27、1 孔口和縫隙流量在液壓技術(shù)中占有很重要的地位，它涉及液壓元件的密封性，系統(tǒng)的容積效率，更為重要的是它是設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。在液壓系統(tǒng)中，常利用液體流經(jīng)閥的小孔或縫隙來(lái)控制流量和壓力，以達(dá)到調(diào)速和調(diào)壓目的。液壓元件的泄漏也屬于間隙流動(dòng)。1、薄壁孔口流量 圖2-19所示為進(jìn)口邊做成刀口形的典型薄壁孔口。由于液體的慣性作用，液流通過(guò)孔口時(shí)要發(fā)生收縮現(xiàn)象，在靠近孔口的后方出現(xiàn)收縮最大的通流截面。一、孔口流量一、孔口流量 薄壁小孔 0.5L/d 孔口分類 短孔 0.5h Lh )： 壓差流動(dòng)縫隙兩端壓力差造成的流動(dòng)縫隙流動(dòng) 剪切流動(dòng)形成縫隙的兩壁面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)所造成的流動(dòng)， 壓差剪切流動(dòng)這兩種流動(dòng)的組合。

28、b平行平板縫隙流動(dòng)平行平板縫隙流動(dòng)()()pdyddxpdp dydx單位寬度微小平行六面體的受力平衡方程：dxdpdyd化簡(jiǎn)得：dxdpdyud.122dydudxdpdyuddyd22對(duì)y兩次積分得：2121CyCdxdpu根據(jù)邊界條件：，0yhy 0u時(shí)，平行平板縫隙h很小，其間的流體流動(dòng)為層流流動(dòng)，壓力p與x成線性關(guān)系：lplppdxdp12yyhpu2hbudyq0lpbhq123差壓縫隙流量：結(jié)論：在壓差作用下，通過(guò)固定平行平板縫隙的流量與縫隙高結(jié)論：在壓差作用下，通過(guò)固定平行平板縫隙的流量與縫隙高度的三次方成正比，這說(shuō)明，液壓元件內(nèi)縫隙的大小對(duì)其泄漏度的三次方成正比，這說(shuō)明，液壓

29、元件內(nèi)縫隙的大小對(duì)其泄漏量的影響是很大的。量的影響是很大的。 （2) 兩平行平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的間隙流動(dòng)兩平行平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的間隙流動(dòng) 純剪切流動(dòng):兩平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u0，但無(wú)壓差。流量為：bhuq20hb （3) 兩平板即有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩端又有壓差的流動(dòng)兩平板即有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩端又有壓差的流動(dòng)bhulpbhq21203是以上兩種的線形疊加 ，流量為： 以上式中的正負(fù)號(hào)確定：動(dòng)平板移動(dòng)方向與壓差方向一致時(shí)，取“+”；反之，取“-”。u0p1p22、圓環(huán)縫隙流量 （1）流過(guò)同心圓縫隙的流量）流過(guò)同心圓縫隙的流量 流量為 ：dhulpdhq21203 以上式中的正負(fù)號(hào)確定：動(dòng)平板移動(dòng)方向與壓差方向一

30、致時(shí)，取“+”；反之，取“-”。例2.9 如圖2.24所示，柱塞直徑d=19.9mm，缸套直徑D=20mm，長(zhǎng)l=70mm，柱塞在外力F=40N作用下向下運(yùn)動(dòng)，并將油液從縫隙中擠出。若柱塞與缸套同心，油的粘度=0.784Pas，求柱塞下落H=0.1m所需要的時(shí)間。 解：根據(jù)柱塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和同心圓環(huán)縫隙公式有：dhulpdhtVq21203排出液體體積；，是柱塞下落式中：mHdV1 . 042;/;4/002tHuudFp是柱塞的下降速度，可解得：將上述參數(shù)代入上式, 2/ )(dDhst5 .20（2）通過(guò)偏心圓縫隙的流量）通過(guò)偏心圓縫隙的流量流量為 ：dhulpdhq2)5 .11 (12023h內(nèi)外圓同心時(shí)的縫隙值； 相對(duì)偏心率， =e/h。 （3）圓環(huán)平面縫隙流量prrphq123ln6一、空穴現(xiàn)象一、空穴現(xiàn)象 在流動(dòng)的液體中，因某點(diǎn)處的