第二章液壓油與液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)

1、液壓與氣壓傳動(dòng)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課第2章 液壓油及液壓、流體力學(xué)基礎(chǔ)2.1 液壓油的性質(zhì)及選用2.2 液體靜力學(xué)2.3 液體動(dòng)力學(xué)2.4 管路壓力損失計(jì)算2.5 液體流經(jīng)小孔及空隙的流量2.6 液壓沖擊與空穴現(xiàn)象2.1 液壓油的性質(zhì)及選用一、液體密度密度密度單位體積液體的質(zhì)量單位體積液體的質(zhì)量 =m/v=m/v kg/m kg/m3 3 密度隨著密度隨著溫度或壓力溫度或壓力的變化而變化，但變化不大，通常的變化而變化，但變化不大，通常忽略。忽略。二、液體的粘性二、液體的粘性 1. 1.定義：定義：液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)液體在外力作用下流動(dòng)時(shí), ,由于液體分子間由于液體分子間的內(nèi)聚力和液體分子與

2、壁面間的附著力的內(nèi)聚力和液體分子與壁面間的附著力, ,導(dǎo)致液體分導(dǎo)致液體分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力, ,這種特性稱為這種特性稱為粘性粘性. .即流動(dòng)液體流層之間產(chǎn)生內(nèi)部摩擦阻力的性質(zhì)即流動(dòng)液體流層之間產(chǎn)生內(nèi)部摩擦阻力的性質(zhì). . 2. 液體的粘度粘度：粘度：衡量粘性大小的物理量衡量粘性大小的物理量動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、相對(duì)粘度動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、相對(duì)粘度（1）動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度 牛頓內(nèi)摩擦定律：牛頓內(nèi)摩擦定律：液層間的內(nèi)摩擦力與液層液層間的內(nèi)摩擦力與液層接觸面積及液層之間的速度成正比?？捎孟陆佑|面積及液層之間的速度成正比?？捎孟率奖硎荆菏奖硎荆簝?nèi)摩擦力表達(dá)式內(nèi)摩擦力

3、表達(dá)式 F = A du/dyF = A du/dy 液體靜止時(shí)液體靜止時(shí),du/dy,du/dy = 0 = 0 靜止液體不呈現(xiàn)粘性靜止液體不呈現(xiàn)粘性 為比例系數(shù)，稱為為比例系數(shù)，稱為運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 公式公式: =F/A=du/dy: =F/A=du/dy（N/mN/m2 2） =dy/du=dy/du （Ns/mNs/m2 2）du/dydu/dy為速度梯度為速度梯度，即液層相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)液層間距，即液層相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)液層間距離的變化率。離的變化率。運(yùn)動(dòng)粘度單位：運(yùn)動(dòng)粘度單位：國(guó)際單位國(guó)際單位（SISI制）中：制）中：帕帕秒（秒（PaSPaS）或牛頓）或牛頓秒秒/ /米米2 2（NS/m

4、NS/m2 2）；）；以前沿用單位以前沿用單位（CGSCGS制）中：制）中：泊（泊（P P）或厘泊（）或厘泊（CPCP）達(dá)因達(dá)因秒秒/ /厘米厘米2 2dynS/cmdynS/cm2 2）換算關(guān)系換算關(guān)系： 1PaS = 10P =101PaS = 10P =103 3 CP CP動(dòng)力粘度的物理意義動(dòng)力粘度的物理意義：液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)，液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)，接觸液層間單位面積上內(nèi)摩擦力。接觸液層間單位面積上內(nèi)摩擦力。（2）運(yùn)動(dòng)粘度）運(yùn)動(dòng)粘度 定義定義：動(dòng)力粘度與液體密度之比值動(dòng)力粘度與液體密度之比值 = / （m2/S）單位：?jiǎn)挝唬篠I制：制： m2/S CGS制：制： St（

5、斯）、（斯）、 CSt（厘斯）（厘斯） （cm2/S） （mm2/S） 換算關(guān)系：換算關(guān)系：1m2/S = 104St =106 cSt物理意義物理意義：無。：無。 （只是因?yàn)椋ㄖ皇且驗(yàn)?在流體力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)在流體力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn) 用用代替（代替（/） 常用于液壓油牌號(hào)標(biāo)注。常用于液壓油牌號(hào)標(biāo)注。L-HL-46的含義：的含義：46表示該液壓油在表示該液壓油在40時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為46cSt。（3）相對(duì)粘度相對(duì)粘度0E定義：又叫條件粘度。它是采用特定的粘度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)量出來的液體粘度。 恩氏度0E 中國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等用 賽氏秒SSU 美國(guó)用 雷氏秒R 英國(guó)用 巴氏度0B 法國(guó)用恩

6、氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的換算關(guān)系換算關(guān)系（P11)3.粘度與壓力、溫度的關(guān)系壓力壓力，粘度，粘度；溫度溫度，粘度，粘度。三、液體的可壓縮性定義：液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小性質(zhì)。液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小性質(zhì)。液體的可壓縮性可用體積壓縮率來表示：液體的可壓縮性可用體積壓縮率來表示： 一般情況下，由于壓力引起液體體積的變化很一般情況下，由于壓力引起液體體積的變化很小，可認(rèn)為液體是不可壓縮的。小，可認(rèn)為液體是不可壓縮的。 = - v /v p = （5-7）x10-10 m2/N四、液壓油的選擇四、液壓油的選擇液壓油的任務(wù)：液壓油的任務(wù)：工作介質(zhì)工作介質(zhì)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞運(yùn)

7、動(dòng)和動(dòng)力 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件對(duì)液壓油的要求對(duì)液壓油的要求：（1）合適的粘度和良好的粘溫特性；）合適的粘度和良好的粘溫特性；（2）良好的潤(rùn)滑性；）良好的潤(rùn)滑性；（3）純凈度好，雜質(zhì)少；）純凈度好，雜質(zhì)少；（4）對(duì)系統(tǒng)所用金屬及密封件材料有良好的相容性。）對(duì)系統(tǒng)所用金屬及密封件材料有良好的相容性。（5）對(duì)熱、氧化水解都有良好穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)；）對(duì)熱、氧化水解都有良好穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)；（6）抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性??；）抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性小；（7）比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，）比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，流

8、動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低（凝點(diǎn)流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低（凝點(diǎn) 油液完全失去其流動(dòng)性的油液完全失去其流動(dòng)性的最高溫度）最高溫度）（8）對(duì)人體無害，對(duì)環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜）對(duì)人體無害，對(duì)環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜液壓油的選擇：1 . 選擇液壓油品種選擇液壓油品種 礦物質(zhì)油、難燃型液壓油礦物質(zhì)油、難燃型液壓油 一般要根據(jù)一般要根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作環(huán)境工作環(huán)境和和液壓泵液壓泵的類型來的類型來選擇液壓油的品種。選擇液壓油的品種。2 . 選擇液壓油粘度選擇液壓油粘度 當(dāng)品種確定后，主要考慮液壓油的粘度。根據(jù)液壓油的粘度等級(jí)，再選擇油液的牌號(hào)?？紤]因素：工作壓力、工作速度、環(huán)境溫度2.2 液體靜力

9、學(xué)研究?jī)?nèi)容：研究?jī)?nèi)容：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。實(shí)際應(yīng)用。靜止液體靜止液體：指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體整體完全可以象剛體一樣做各種運(yùn)動(dòng)。一、液體的靜壓力及其特性定義：定義：液體單位面積上所受的法向力。液體單位面積上所受的法向力。特性：（1 1）垂直并指向于承壓表面）垂直并指向于承壓表面 液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性 內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力（2 2）各向壓力相等）各向壓力相等 有一向壓力不等，液體就會(huì)流動(dòng)有一向壓力不等，液體就會(huì)流動(dòng) 各向壓力必須

10、相等各向壓力必須相等靜壓力的表示方法及單位：表示方法：1、絕對(duì)壓力（以真空為基準(zhǔn)） 2、相對(duì)壓力（以大氣壓力為基準(zhǔn)）絕對(duì)壓力=大氣壓力+相對(duì)壓力真空度=大氣壓力-絕對(duì)壓力 絕對(duì)、相對(duì)壓力單位：Pa或N/m2 ，kPa，MPa工程單位制：kgf/cm2、bar(巴）、at(工程大氣壓）、atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）、液柱高度思考：Pa是壓力的單位還是壓強(qiáng)的單位？工程上常用的公斤力指的是什么？二、液體靜力學(xué)基本方程由力平衡方程可得： p = pp = p0 0+gh+gh （靜力學(xué)平衡方程）由此可得，重力作用下靜止液體其壓力分布特征：（1 1）靜止液體中任一點(diǎn)處的壓力由兩部分）靜止液體中任一點(diǎn)處的壓力由兩

11、部分 液面壓力液面壓力p p0 0 組成組成 液體自重所形成的壓力液體自重所形成的壓力ghgh（2) 2) 靜止液體內(nèi)壓力沿液深呈線性規(guī)律分布靜止液體內(nèi)壓力沿液深呈線性規(guī)律分布（3) 3) 離液面深度相同處各點(diǎn)的壓力均相等，壓力相離液面深度相同處各點(diǎn)的壓力均相等，壓力相等的點(diǎn)組成的面叫等壓面等的點(diǎn)組成的面叫等壓面. .三、液體靜壓力的傳遞帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）：在密閉容器內(nèi)，液體表面的壓力可等值傳遞到液體內(nèi)部所有各點(diǎn)。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常有外力產(chǎn)生的壓力要比液體自重形成的壓力大很多，因此常常將重力省略不計(jì)，而認(rèn)為“靜止液體的壓力處處相等?！睉?yīng)用實(shí)例：液壓千斤頂四、靜止液體對(duì)容器壁面上的作

12、用力1. 1.作用在平面上的總作用力作用在平面上的總作用力 F = pF = pA A 如：液壓缸，若設(shè)活塞直徑為如：液壓缸，若設(shè)活塞直徑為D,D,則則 F= pF= pA = pA = pDD2 2/4 /4 2.作用在曲面上的總作用力作用在曲面上的總作用力 F Fx x = p= pA Ax x結(jié)論：結(jié)論：曲面在某一方向上所受的作用力，等于液體曲面在某一方向上所受的作用力，等于液體壓力與曲面在該方向的壓力與曲面在該方向的 垂直投影面積之乘積。垂直投影面積之乘積。2.3 液體動(dòng)力學(xué)目的任務(wù)：目的任務(wù)：了解流動(dòng)液體特性、傳遞規(guī)律了解流動(dòng)液體特性、傳遞規(guī)律 掌握動(dòng)力學(xué)三大方程、流量和結(jié)論掌握動(dòng)力

13、學(xué)三大方程、流量和結(jié)論重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程及結(jié)論、流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程及結(jié)論、物理意義物理意義研究?jī)?nèi)容研究?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)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）兩個(gè)基本參數(shù)的變化規(guī)律）主要討論主要討論: : 動(dòng)力學(xué)三個(gè)基本方程動(dòng)力學(xué)三個(gè)基本方程一、基本概念1.理想液體和穩(wěn)定流動(dòng)理想液體理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體：既無粘性又不可壓縮的液體恒定流動(dòng)恒定流動(dòng)（穩(wěn)定流動(dòng)、定常流動(dòng)）：流動(dòng)液體中任（穩(wěn)定流動(dòng)、定常流動(dòng)）：流動(dòng)

14、液體中任一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng). .2.流量與平均流速流量流量單位時(shí)間內(nèi)流過某通流截面液體體積單位時(shí)間內(nèi)流過某通流截面液體體積q q平均流速平均流速通流截面上各點(diǎn)均勻分布，是一假想流通流截面上各點(diǎn)均勻分布，是一假想流速速 u = q/A圖 穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)(a)穩(wěn)定流動(dòng) （b)不穩(wěn)定流動(dòng) 在液壓缸中，液體的流速與活塞的運(yùn)動(dòng)速度相同，在液壓缸中，液體的流速與活塞的運(yùn)動(dòng)速度相同，由此可見，由此可見，當(dāng)液壓缸的有效面積一定時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)當(dāng)液壓缸的有效面積一定時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度的大小由輸入液壓缸的流量來決定。速度的大小由輸入液壓缸的流量

15、來決定。3.液體的流動(dòng)狀態(tài)液體的流動(dòng)狀態(tài)分為分為層流層流和和紊流（湍流）紊流（湍流）層流層流液體質(zhì)點(diǎn)沿管路做直線運(yùn)動(dòng)，互不干擾，沒液體質(zhì)點(diǎn)沿管路做直線運(yùn)動(dòng)，互不干擾，沒 有橫向運(yùn)動(dòng)，即液體做分層流動(dòng)。有橫向運(yùn)動(dòng)，即液體做分層流動(dòng)。紊流紊流液體質(zhì)點(diǎn)除了沿管路運(yùn)動(dòng)外，還有橫向運(yùn)液體質(zhì)點(diǎn)除了沿管路運(yùn)動(dòng)外，還有橫向運(yùn) 動(dòng)，呈紊亂混雜狀態(tài)。動(dòng)，呈紊亂混雜狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證明：流速u、管路的內(nèi)徑d、油液的運(yùn)動(dòng)粘度v滿足：(雷諾數(shù)）Re=ud/v物理意義：雷諾數(shù)是液流的慣性力與內(nèi)摩擦力的比值。二、連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用）質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用）連續(xù)性原理連續(xù)性原理理想液體在管道中恒定流

16、動(dòng)時(shí)，根據(jù)質(zhì)量守理想液體在管道中恒定流動(dòng)時(shí)，根據(jù)質(zhì)量守恒，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少，因此單位時(shí)恒，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少，因此單位時(shí)間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒等于間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒等于流出液體的質(zhì)量流出液體的質(zhì)量。液體流動(dòng)的連續(xù)性 如上圖所示，管路的通流面積分別為A1、A2，液體流速分別為v1、v2，液體的密度為，則有 常量常量22112211AvAvAvAv液流的的連續(xù)性方程 它說明不可壓縮液體在通道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流過各截面的流量相等，而流速和流通截面面積成反比。因此，流量一定時(shí)，管路細(xì)的地方流速大，管路粗的地方流速小。三、伯努利方程1. 理想液體的伯努利方程理想液體的

17、伯努利方程 理想液體在管內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)沒有能量損失。在流動(dòng)過程中，由于它具有一定的速度，因此除了具有位置勢(shì)能和壓力能外， 還具有動(dòng)能。如下圖所示，取該管上的任意兩截面1-1和2-2, 假定截面面積分別為A1、A2，兩截面上液體的壓力分別為p1、 p2，速度分別為v1、v2，由兩截面至水平參考面的距離分別為h1、h2。根據(jù)能量守恒定律，重力作用下的理想液體在通道內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的伯努利方程為222221112121vghpvghp常數(shù)221vghp理想液體伯努利方程伯努利方程示意圖物理意義：在管內(nèi)做穩(wěn)定流動(dòng)的理想液體具有位位置勢(shì)能置勢(shì)能、壓力能壓力能和動(dòng)能動(dòng)能三種能量，在任一截面上的這三種能量都可以相

18、互轉(zhuǎn)換，但其和保持不變。2.實(shí)際液體的伯努利方程 實(shí)際液體具有粘性，在過流斷面上各點(diǎn)的速度是不同的，所以方程中這一項(xiàng)要進(jìn)行修正，其修正系數(shù)為，稱為動(dòng)能修正系數(shù)。 一般液體處于層流流動(dòng)時(shí)取=2；液體處于紊流流動(dòng)時(shí)取=1。另外，由于液體有粘性，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，因而會(huì)造成能量損失。若單位質(zhì)量的實(shí)際液體從一個(gè)截面流到另一截面的能量損失用pw表示，則實(shí)際液體的伯努利方程為 221vwpvghpvghp22222211112121tmvtmvF12四、動(dòng)量方程 動(dòng)量方程是動(dòng)量定理在流體力學(xué)中的應(yīng)用。由動(dòng)量定理可知，作用在物體上的外力等于物體在受力方向上的動(dòng)量變化率， 即 對(duì)于在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的液體，若忽

19、略其可壓縮性，可將m=qt代入上式?？紤]到以平均流速代替實(shí)際流速會(huì)產(chǎn)生誤差， 因而引入動(dòng)量修正系數(shù)，則上式變成 112212vqvqqvqvF 必須注意式(2-21)中的F是液流所受到的作用力，但在工程上往往需要的是固體壁面所受到的液流作用力，即F的反作用力F（稱為穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力）。 小結(jié) 1.了解液壓油的性質(zhì)及選用 2.掌握流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程及結(jié)論、物理意義及結(jié)論、物理意義作業(yè)作業(yè)：P28 2-1 2-3P28 2-1 2-32.4 管路壓力損失計(jì)算 能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失，壓力損失分為兩類： 一類是由液壓油沿等徑直管流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失，稱為沿程壓力

20、損失。 一類是液壓油流經(jīng)局部障礙（如彎頭、接頭、管道截面突然、擴(kuò)大或收縮）時(shí)由于液流的方向和速度突然變化，在局部形成旋渦引起液壓油質(zhì)點(diǎn)間以及質(zhì)點(diǎn)與固體壁面間相互碰撞和劇烈摩擦所產(chǎn)生的壓力損失，稱為局部壓力損失一、沿程壓力損失 液體在直管中流動(dòng)時(shí)的沿程壓力損失經(jīng)理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證， 可用以下公式確定 式中：p為沿程壓力損失，單位Pa；l為管路長(zhǎng)度，單位m； v為液流速度，單位m/s；d為管路內(nèi)徑，單位m；為液體密度， 單位kg/m3；為沿程阻力系數(shù)（與Re有關(guān)）。 22vdlp結(jié)論： 液體在直圓通道內(nèi)層流時(shí)，其沿程壓力損失與液體動(dòng)力粘度、通道長(zhǎng)度和液流速度的平方成正比，與通道內(nèi)徑的成反比?？梢?，

21、通道內(nèi)徑是沿程壓力損失最重要的影響因素（d增大可使p減?。煌瑫r(shí)d增大還會(huì)使v減小，而進(jìn)一步使p減?。?。 二、局部壓力損失二、局部壓力損失 液體經(jīng)過局部障礙處的流動(dòng)現(xiàn)象是十分復(fù)雜的，其壓力損失一般由實(shí)驗(yàn)求得，可用下式計(jì)算 ： 式中:p為局部壓力損失；為局部阻力系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)求得，具體數(shù)據(jù)可查閱有關(guān)液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)；v為液流的流速，一般情況下均指局部阻力后部的流速；為液體密度， 單位kg/m3。 22vp 對(duì)于液流通過各種閥時(shí)的局部壓力損失，可在閥的產(chǎn)品樣本中直接查得，或查得在公稱流量qn時(shí)的壓力損失qn 。若實(shí)際通過閥的流量q不是公稱流量qn，且壓力損失又是與流量有關(guān)的閥類元件，如換向閥、過濾

22、器等，則壓力損失可按下式計(jì)算： 2nnqqpp三、三、 管路中的總壓力損失管路中的總壓力損失 管路系統(tǒng)總的壓力損失等于直管中的沿程壓力損失p和所有局部壓力損失p的總和。即 2222vvdlppp 大多數(shù)情況下，總的壓力損失只包括局部壓力損失和長(zhǎng)管的沿程損失， 只對(duì)這兩項(xiàng)進(jìn)行討論計(jì)算。 研究壓力損失的目的是為了正確估算壓力損失的大小和找出減少壓力損失的途徑。（減小流速、縮短管路長(zhǎng)度、減少管路截面的突然變化、提高管路的內(nèi)壁加工質(zhì)量） 2.5 液體流經(jīng)小孔及間隙的流量一、液體流經(jīng)小孔的流量一、液體流經(jīng)小孔的流量小孔可分為三種： l/d0. 5時(shí)，稱為薄壁小孔； l/d4時(shí)，稱為細(xì)長(zhǎng)孔； 0.5l/d

23、4時(shí)，稱為短孔（厚壁孔）。 1.1.液體流經(jīng)薄壁小孔的流量液體流經(jīng)薄壁小孔的流量 對(duì)于圓形薄壁小孔，當(dāng)D/d7時(shí)，液流的收縮不受孔前通道內(nèi)壁的影響，這時(shí)的收縮稱為完全收縮；反之，孔前通道內(nèi)壁對(duì)收縮程度有影響的收縮稱為不完全收縮。 液體流經(jīng)薄壁小孔的情況 根據(jù)伯努利方程和連續(xù)性方程可以推得通過薄壁孔的流量為： 式中:Cq為流量系數(shù), 一般由實(shí)驗(yàn)確定, 當(dāng)液流完全收縮時(shí)， Cq=0.60.62,當(dāng)不完全收縮時(shí)，Cq =0.70.8; A為小孔通流截面面積。 由上式可知，流經(jīng)薄壁小孔的流量不受粘度變化的影響，而只與小孔前后的壓差的平方根以及小孔面積有關(guān)。因此，常用薄壁小孔作流量控制閥的節(jié)流孔，使流量

24、不受粘度變化的影響。 pACqqv22. 2. 液體流經(jīng)短孔的流量液體流經(jīng)短孔的流量 液體流經(jīng)短孔的流量計(jì)算仍可用薄壁小孔的流量計(jì)算公式， 只是流量系數(shù)不同，一般取Cq=0.82。 短孔比薄壁小孔加工容易， 因此特別適用要求不高的節(jié)流閥用。 3. 液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量 液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，由于液體內(nèi)摩擦力的作用較突出， 因此多為層流。細(xì)長(zhǎng)孔的流量計(jì)算公式： 11284pdqv 從上式可得，流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量會(huì)隨液體粘度變化（油溫變化和油液氧化等都會(huì)引起其粘度變化）而變化， 因此流量受油溫影響較大。細(xì)長(zhǎng)孔可用來作控制閥中的阻尼孔。二、二、 液體流經(jīng)間隙的流量液體流經(jīng)間隙的流量1.

25、 1. 液體流經(jīng)平行平板間隙的流動(dòng)（液體流經(jīng)平行平板間隙的流動(dòng)（動(dòng)畫動(dòng)畫） 平行平板間隙分為固定平行平板間隙和相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板間隙兩種。 1） 液體流經(jīng)固定平行平板間隙的流量 在這種間隙中液體的流動(dòng)屬于壓差流動(dòng)，其流量計(jì)算公式為： 式中:p為間隙兩端的壓力差；b、l、h分別為間隙的長(zhǎng)、寬、 高；為液體的動(dòng)力粘度。plbhqv1232） 液體流經(jīng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板間隙的流量 如圖所示，油液充滿兩平行平板之間，平板寬度b， 間隙為h。當(dāng)一平板不動(dòng)，另一平板以速度v0作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí), 由于油液存在粘度，緊貼相對(duì)運(yùn)動(dòng)平板上的油液以速度v0運(yùn)動(dòng)， 緊貼于不動(dòng)平板上的油液則保持靜止，中間液體的速度呈線性分布，

26、 液體作剪切流動(dòng)，其平均流速v=v0/2。則平板運(yùn)動(dòng)使液體通過平板間的間隙的泄漏流量為 ：bhvvAqov2在差壓流動(dòng)和剪切流動(dòng)聯(lián)合作用下的流動(dòng)圖3） 液體在平行平板間隙既有壓差流動(dòng)又有剪切流動(dòng)的流量 如圖所示剪切流動(dòng)和壓差流動(dòng)方向相同，其泄漏流量相加；圖 (b)所示剪切流動(dòng)和壓差流動(dòng)方向相反，其泄漏流量相減，其流量計(jì)算公式為： bhuplbhqov21232 2液體流經(jīng)環(huán)狀間隙的流量液體流經(jīng)環(huán)狀間隙的流量 1） 液體流經(jīng)同心環(huán)狀間隙的流量 流經(jīng)同心環(huán)狀間隙的流量 圖 2 - 1 7 所 示 圓 柱 體 直 徑 為d， 間 隙 為， 長(zhǎng)度 為l。 由 于 液 壓 元 件 內(nèi) 配 合 間 隙 較

27、 小 ， 因 此可 以 將 環(huán) 狀 間 隙 的 流 動(dòng) 近 似 看 成 平 行 平 板 間隙 內(nèi) 的 流 動(dòng) 。 只 要 將b= d代 入 上 式 ， 即 可求得流量： 2123ovudpldq 式中:第一項(xiàng)為壓差流動(dòng)的流量；第二項(xiàng)為純剪切流動(dòng)的流量。2 2）流體流經(jīng)偏心環(huán)狀間隙的流量）流體流經(jīng)偏心環(huán)狀間隙的流量 實(shí)際中形成環(huán)狀間隙的兩個(gè)圓柱表面很難完全同心，而常常帶有一定的偏心量。圖2-18 所示表示一個(gè)偏心環(huán)狀間隙的橫截面，其泄漏量可用下式計(jì)算: 2)5 . 11 (1223ovudlpdq 結(jié)論：在液壓元件中，為了減少流經(jīng)間隙的的泄漏，應(yīng)保證較高的配合同軸度以減小環(huán)狀間隙泄漏量。2.6 2.6 液壓沖擊與空穴現(xiàn)象液壓沖擊與空穴現(xiàn)象一、液壓沖擊一、液壓沖擊1. 1. 產(chǎn)生液壓沖擊的原因產(chǎn)生液壓沖擊的原因1） 閥門突然關(guān)閉引起液壓沖擊 2 2） 運(yùn)動(dòng)部件突然制動(dòng)或換向時(shí)引起液壓沖擊運(yùn)動(dòng)部件突然制動(dòng)或換向時(shí)引起液壓沖擊 如換向閥等突然關(guān)閉液壓缸的回油通道而使運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)， 這一瞬間運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為封閉油液的壓力能， 使壓力急劇上升， 出現(xiàn)液壓沖擊。 2 2液壓沖擊的危害液壓沖擊的危害