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1、ysu-2010 歡歡 迎迎 使使 用用 液壓與氣壓傳動(dòng) 多媒體授課系統(tǒng)多媒體授課系統(tǒng)燕燕 山山 大大 學(xué)學(xué)液壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)課程組課程組內(nèi)容編輯：姚春東、高殿榮內(nèi)容編輯：姚春東、高殿榮 設(shè)計(jì)制作：姚春東設(shè)計(jì)制作：姚春東 ysu-2010第一章第一章 液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第三節(jié)第三節(jié) 定常管流的壓力損失計(jì)算定常管流的壓力損失計(jì)算第四節(jié)第四節(jié) 孔口和縫隙流動(dòng)孔口和縫隙流動(dòng)第五節(jié)第五節(jié) 空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象ysu-2010第一節(jié)第一節(jié) 流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)液體靜力學(xué)主要是討論液體靜止時(shí)的平衡規(guī)律以及這些規(guī)律液體靜

2、力學(xué)主要是討論液體靜止時(shí)的平衡規(guī)律以及這些規(guī)律的應(yīng)用。的應(yīng)用。一、液體靜壓力及其特征一、液體靜壓力及其特征液體的壓力液體的壓力p是指液體在單位面積上所受的作用力。設(shè)液體是指液體在單位面積上所受的作用力。設(shè)液體在面積在面積f上所受的作用力為上所受的作用力為P，則有，則有20kg/cmlimfPPppff 或兩個(gè)主要特征：兩個(gè)主要特征：（1）液體靜壓力的方向，總是沿著作用面的內(nèi)法線方向；）液體靜壓力的方向，總是沿著作用面的內(nèi)法線方向；（2）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的液體靜壓力在各個(gè)方向上都相等。）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的液體靜壓力在各個(gè)方向上都相等。ysu-2010二、液體靜壓力基本方程二、液體靜壓力基本方程1

3、.1.靜壓力基本方程靜壓力基本方程 圖示容器中液面上的壓力為大氣壓力圖示容器中液面上的壓力為大氣壓力p0，液面下，液面下深度為深度為h處的一點(diǎn)處的一點(diǎn)B的壓力的壓力pB為為 pB A=p0A+ gh A 即即 pB=p0+gh 由此可知：由此可知： （1）靜止液體內(nèi)任一處的壓力由兩部分組成，）靜止液體內(nèi)任一處的壓力由兩部分組成，一部分是液面上的壓力一部分是液面上的壓力p0，另一部分是，另一部分是g與該與該點(diǎn)離液面深度點(diǎn)離液面深度h的乘積。當(dāng)液面上只受大氣壓力的乘積。當(dāng)液面上只受大氣壓力pa作用時(shí)作用時(shí)，點(diǎn)點(diǎn)B處的靜壓力為處的靜壓力為： pB=pa+gh （2）同一容器中同一液體內(nèi)的靜壓力隨深度

4、）同一容器中同一液體內(nèi)的靜壓力隨深度h的增加而線性增加。的增加而線性增加。hhB,pBp0p0AghApBA （3）連通器內(nèi)同一液體中深度）連通器內(nèi)同一液體中深度h相同的各處壓力都相等，由壓相同的各處壓力都相等，由壓力相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。在重力作用下靜止液體中的力相等的點(diǎn)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。等壓面是一個(gè)水平面。ysu-20102 2、靜壓力基本方程式的物理意義、靜壓力基本方程式的物理意義 由由p=p0+gh 可得可得 h=（p- -p0）/g 靜止液體中，靜止液體中，液體的能量可以用壓力能液體的能量可以用壓力能p表示，也可表示，也可以用液柱高

5、以用液柱高h(yuǎn)表示。表示。 但各點(diǎn)的總能量保持不變。但各點(diǎn)的總能量保持不變。 例如：例如：1kg/cm2(一個(gè)工程大氣壓一個(gè)工程大氣壓)相當(dāng)于相當(dāng)于10m水柱高。水柱高。760mm水銀柱高。水銀柱高。ysu-2010三、壓力的表示方法及單位三、壓力的表示方法及單位絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力=相對(duì)壓力相對(duì)壓力+ +大氣壓大氣壓力力真空度真空度=大氣壓力大氣壓力- -絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力壓力的單位：帕斯卡壓力的單位：帕斯卡 Pa1 Pa = 1 N/m21 MPa=106 Pa =10 kg/cm2(工工程大氣壓力程大氣壓力)四、帕斯卡原理四、帕斯卡原理應(yīng)用：水壓機(jī)、應(yīng)用：水壓機(jī)、液壓千斤頂液壓千斤頂?shù)?。等?2

6、221121=FFApFFAAA 或 相對(duì)壓力（負(fù)）相對(duì)壓力（負(fù)）真空度真空度絕絕對(duì)對(duì)壓壓力力相相對(duì)對(duì)壓壓力力（正）（正）絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力ppa絕對(duì)真空絕對(duì)真空大氣壓力大氣壓力paPpa絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度ysu-2010五、液體靜壓力五、液體靜壓力 液體作用在固體壁面上的靜壓力液體作用在固體壁面上的靜壓力F由下式計(jì)算：由下式計(jì)算： F=pA A=D2/4 (圖圖a) A=d2/4 (圖圖b,c)圖圖3 液壓力作用在固體壁面上的力液壓力作用在固體壁面上的力ysu-2010第二節(jié)第二節(jié) 液體動(dòng)力學(xué)液體動(dòng)力學(xué) 本節(jié)主要討論作用在流體上的力以及這些力和流體運(yùn)本節(jié)主要討

7、論作用在流體上的力以及這些力和流體運(yùn)動(dòng)特征之間的關(guān)系。動(dòng)特征之間的關(guān)系。 一、基本概念一、基本概念 1.1.理想液體、定常流動(dòng)和一維流動(dòng)理想液體、定常流動(dòng)和一維流動(dòng) 理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體。理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體。 定常流動(dòng)（定常流動(dòng)（穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)）：是指流體中任意一點(diǎn)的壓力、）：是指流體中任意一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)。速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)。 若三者中有一項(xiàng)隨時(shí)間而變化，就稱為不穩(wěn)定流動(dòng)。若三者中有一項(xiàng)隨時(shí)間而變化，就稱為不穩(wěn)定流動(dòng)。 一維流動(dòng)：是指流體中任意一點(diǎn)的壓力、速度和密度一維流動(dòng)：是指流體中任意一點(diǎn)的壓力、速度和密度都只隨都

8、只隨x而變化的流動(dòng)。而變化的流動(dòng)。ysu-20102.2.跡線、流線、流束和通流截面跡線、流線、流束和通流截面流束：如果通過某截流束：如果通過某截面面A上所有各點(diǎn)畫出上所有各點(diǎn)畫出流線，這些流線的集流線，這些流線的集合構(gòu)成流束。合構(gòu)成流束。流線：是某一瞬時(shí)流線：是某一瞬時(shí)液流中一條條標(biāo)志液流中一條條標(biāo)志其質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的其質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的曲線，在流線上各曲線，在流線上各點(diǎn)處的瞬時(shí)液流方點(diǎn)處的瞬時(shí)液流方向與該點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的切線方向重合。向重合。 c)通流截面通流截面 b)流管和流束流管和流束 a)流線流線ysu-20103.3.流量與平均流速流量與平均流速流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過某截面的液體的體積

9、（流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過某截面的液體的體積（m3/s）或）或（L/min）AqudA平均流速平均流速 v=q/A二、連續(xù)性方程二、連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒 u1dA1dt = u2dA2dt 密度密度不變、不變、 時(shí)間時(shí)間dt不變、則不變、則流量相同。流量相同。用平均速度表示用平均速度表示 q = v1A1 = v2A2= vA=常數(shù)常數(shù)A1dA1u1A2dA2u2ysu-2010V1q3A1A2V2物理意義物理意義1）速度可傳遞）速度可傳遞 1212AvvA2）速度方向可改變）速度方向可改變 3）速度大小可無級(jí)調(diào)節(jié)）速度大小可無級(jí)調(diào)節(jié) 12max132(0)AvvqA2min31 10()

10、vqAvysu-2010三、伯努利方程三、伯努利方程 1.1.理想液體的伯努利方程理想液體的伯努利方程2211221222pvpvZZgggg物理意義：理想液體在實(shí)際流動(dòng)過程中，其壓力能、物理意義：理想液體在實(shí)際流動(dòng)過程中，其壓力能、位能和動(dòng)能可相互轉(zhuǎn)化，但總能量不變。位能和動(dòng)能可相互轉(zhuǎn)化，但總能量不變。 2.2.實(shí)際液體總流的伯努利方程：實(shí)際液體總流的伯努利方程： 實(shí)際液體是有粘性和可壓縮的，它在運(yùn)動(dòng)時(shí)由于摩擦要實(shí)際液體是有粘性和可壓縮的，它在運(yùn)動(dòng)時(shí)由于摩擦要損耗一部分能量，這部分能量損耗用損失水頭損耗一部分能量，這部分能量損耗用損失水頭hW表示。表示。2211221222WpvpvZZhg

11、ggggotoysu-2010第四節(jié)第四節(jié) 定常管流的壓力損失計(jì)算定常管流的壓力損失計(jì)算實(shí)際液體具有粘性，在流動(dòng)時(shí)就有阻力，為了克服阻力，實(shí)際液體具有粘性，在流動(dòng)時(shí)就有阻力，為了克服阻力，就必然要消耗能量，這樣就有能量損失。在液壓傳動(dòng)中，就必然要消耗能量，這樣就有能量損失。在液壓傳動(dòng)中，能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失。液壓系統(tǒng)中的壓力損失能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失。液壓系統(tǒng)中的壓力損失分為兩類，一類是油液沿等直徑直管流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓分為兩類，一類是油液沿等直徑直管流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失，稱之為沿程壓力損失。這類壓力損失是由液體力損失，稱之為沿程壓力損失。這類壓力損失是由液體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)、外摩擦力所引

12、起的。流動(dòng)時(shí)的內(nèi)、外摩擦力所引起的。另一類是油液流經(jīng)局部障礙另一類是油液流經(jīng)局部障礙(如彎管、接頭、管道截面如彎管、接頭、管道截面突然擴(kuò)大或收縮突然擴(kuò)大或收縮)時(shí)，由于液流的方向和速度的突然變化，時(shí)，由于液流的方向和速度的突然變化，在局部形成旋渦引起油液質(zhì)點(diǎn)間以及質(zhì)點(diǎn)與固體壁面間在局部形成旋渦引起油液質(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而產(chǎn)生的壓力損失稱之為局部壓力相互碰撞和劇烈摩擦而產(chǎn)生的壓力損失稱之為局部壓力損失。損失。 ysu-2010一、流態(tài)、雷諾數(shù)一、流態(tài)、雷諾數(shù)1 1層流和紊流層流和紊流流體在流動(dòng)時(shí)，通過雷諾實(shí)驗(yàn)，可以看到下圖所示的幾種流動(dòng)狀流體在流動(dòng)時(shí)，通過雷諾實(shí)驗(yàn)，可以

13、看到下圖所示的幾種流動(dòng)狀態(tài)。在低速流動(dòng)時(shí)，態(tài)。在低速流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動(dòng)呈線性或?qū)右后w質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動(dòng)呈線性或?qū)訝顮?，且平行于管道軸線且平行于管道軸線，如圖，如圖a所示，此種流動(dòng)狀態(tài)稱為所示，此種流動(dòng)狀態(tài)稱為層流層流；當(dāng)流速大時(shí)，當(dāng)流速大時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，除了平行于管道軸線的液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，除了平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)，此種流動(dòng)狀態(tài)稱為，此種流動(dòng)狀態(tài)稱為紊流紊流，如，如圖圖d所示；圖所示；圖b中色線開始折斷，表明層流開始破壞，圖中色線開始折斷，表明層流開始破壞，圖c中色線中色線上下波動(dòng)，并出現(xiàn)斷裂，表

14、現(xiàn)液體流動(dòng)已趨于上下波動(dòng)，并出現(xiàn)斷裂，表現(xiàn)液體流動(dòng)已趨于紊流，此兩種狀態(tài)，此兩種狀態(tài)稱為變流，一般也將其看成紊流。稱為變流，一般也將其看成紊流。ysu-2010層流時(shí)，液體流速較低，質(zhì)點(diǎn)受粘性制約，不能隨意運(yùn)動(dòng)，粘性力層流時(shí)，液體流速較低，質(zhì)點(diǎn)受粘性制約，不能隨意運(yùn)動(dòng)，粘性力起主導(dǎo)作用；但在紊流時(shí)，因液體流速較高，粘性的制約作用減弱，起主導(dǎo)作用；但在紊流時(shí)，因液體流速較高，粘性的制約作用減弱，因而慣性力起主導(dǎo)作用。液體流動(dòng)時(shí)究竟是層流還紊流，須用雷諾因而慣性力起主導(dǎo)作用。液體流動(dòng)時(shí)究竟是層流還紊流，須用雷諾數(shù)來判別。數(shù)來判別。2 2雷諾數(shù)雷諾數(shù)實(shí)驗(yàn)表明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流

15、速實(shí)驗(yàn)表明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，有關(guān)，還和管徑還和管徑、液體的運(yùn)動(dòng)粘度、液體的運(yùn)動(dòng)粘度有關(guān)，但是真正決定液流流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，但是真正決定液流流動(dòng)狀態(tài)的是用這三個(gè)數(shù)所組成的一個(gè)稱為雷諾數(shù)的是用這三個(gè)數(shù)所組成的一個(gè)稱為雷諾數(shù)Re的無量綱數(shù)，即的無量綱數(shù)，即液流由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)稱為下臨界雷諾數(shù)，一般都用下臨液流由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)稱為下臨界雷諾數(shù)，一般都用下臨界雷諾數(shù)作為判別液流狀態(tài)的依據(jù)，簡(jiǎn)稱臨界雷諾數(shù)，當(dāng)液流實(shí)際界雷諾數(shù)作為判別液流狀態(tài)的依據(jù)，簡(jiǎn)稱臨界雷諾數(shù)，當(dāng)液流實(shí)際流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)時(shí)，液流為層流，反之液流則為紊流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)時(shí)

16、，液流為層流，反之液流則為紊流，常見的液流管道的臨界雷諾數(shù)可由實(shí)驗(yàn)求得。流，常見的液流管道的臨界雷諾數(shù)可由實(shí)驗(yàn)求得。ysu-2010對(duì)于非圓截面管道來說，對(duì)于非圓截面管道來說，Re可用下式來計(jì)算可用下式來計(jì)算式中，式中，R為通流截面的水力半徑。它等于液流的有效截面積為通流截面的水力半徑。它等于液流的有效截面積A和它和它的濕周的濕周 (通流截面上與液體接觸的固體壁面的周長(zhǎng)通流截面上與液體接觸的固體壁面的周長(zhǎng)) x之比，即之比，即水力半徑大小對(duì)管道通流能力影響很大。水力半徑大，表明液流水力半徑大小對(duì)管道通流能力影響很大。水力半徑大，表明液流與管壁接觸少，通流能力大；水力半徑小，表明液流與管壁接觸與

17、管壁接觸少，通流能力大；水力半徑小，表明液流與管壁接觸多，通流能力小，容易堵塞。多，通流能力小，容易堵塞。ysu-2010二、液體在直管道中的壓力損失二、液體在直管道中的壓力損失液體在直管道中流動(dòng)的壓力損失稱為沿程壓力損失，它液體在直管道中流動(dòng)的壓力損失稱為沿程壓力損失，它與管道的長(zhǎng)度、內(nèi)徑和液體的流速、粘度以及液體的流與管道的長(zhǎng)度、內(nèi)徑和液體的流速、粘度以及液體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。（一）液體在通流截面上的速度分布規(guī)律（一）液體在通流截面上的速度分布規(guī)律0pprrl 2121. 力平衡方程 （ - ）-2dudr 12()2pp rdudrl 212()4pp ruCl=積分得積分得y

18、su-2010邊界條件邊界條件1216ppCdl2代入上式得12max()016pp drul2min02dru12)4ppurl22d有（4液體在通流截面上的速液體在通流截面上的速度分布規(guī)律為二次曲線度分布規(guī)律為二次曲線ysu-20102 2、圓管中的流量、圓管中的流量/24120)24128dAppdqudArrdrpll22d流量（4422128324dpqdlvpdAl平均流速ysu-20103 3、沿程壓力損失、沿程壓力損失4128dqpl流量4128 lpqd 24dqAvv又64,RedvRe22264=Re222flvlvlvpggdgdgd故ysu-2010（二）紊流時(shí)的壓力

19、損失2=2flvpd視雷諾數(shù)大小取值不同視雷諾數(shù)大小取值不同（三）局部壓力損失2=2fvp局部阻力損失系數(shù)，由彎管及閥門結(jié)構(gòu)不同查表。（四）管路系統(tǒng)中的總壓力損失與壓力效率（四）管路系統(tǒng)中的總壓力損失與壓力效率22=22lvvpdp1ppp=1LPppppppp ysu-2010第五節(jié)第五節(jié) 孔口和縫隙流動(dòng)孔口和縫隙流動(dòng) 一、孔口液流特性一、孔口液流特性 在液壓系統(tǒng)的管路中，裝有截面突然收在液壓系統(tǒng)的管路中，裝有截面突然收縮的裝置，稱為節(jié)流裝置縮的裝置，稱為節(jié)流裝置(如節(jié)流閥如節(jié)流閥)。突。突然收縮處的流動(dòng)叫節(jié)流。在液壓傳動(dòng)及然收縮處的流動(dòng)叫節(jié)流。在液壓傳動(dòng)及控制中常人為地制造各種形式的孔口節(jié)

20、控制中常人為地制造各種形式的孔口節(jié)流裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)流量和壓力的控制。流裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)流量和壓力的控制。1 1薄壁小孔的流量公式薄壁小孔的流量公式當(dāng)小孔的通流長(zhǎng)度與孔徑之比當(dāng)小孔的通流長(zhǎng)度與孔徑之比l/d05時(shí)時(shí)稱之為薄壁小孔，如圖所示。稱之為薄壁小孔，如圖所示。式中：式中： Cd流量系數(shù)；流量系數(shù)； A0小孔過流面積，小孔過流面積，A0 =d2/4； p為小孔前后壓差。為小孔前后壓差。 流量系數(shù)流量系數(shù)Cd一般由實(shí)驗(yàn)確定。在液流完全收縮的情況下，一般由實(shí)驗(yàn)確定。在液流完全收縮的情況下， Cd0.600.62。當(dāng)液流為不完全收縮時(shí)，。當(dāng)液流為不完全收縮時(shí)，Cd0.70.8。ysu-20102.2.液

21、流流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔和短孔的流量液流流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔和短孔的流量液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)小孔時(shí)，一般都是層流狀態(tài)，所以可直接應(yīng)用液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)小孔時(shí)，一般都是層流狀態(tài)，所以可直接應(yīng)用前面已導(dǎo)出的直管流量公式來計(jì)算，當(dāng)孔口直徑為前面已導(dǎo)出的直管流量公式來計(jì)算，當(dāng)孔口直徑為d，截面積，截面積為為Ad2/4時(shí)，可寫成：時(shí)，可寫成： 232dqA pl為了分析問題方便起見，將上面兩式一并用下式表示，即： 式中：式中：m為指數(shù)，當(dāng)孔口為薄壁小孔時(shí)，為指數(shù)，當(dāng)孔口為薄壁小孔時(shí)，m0.5，當(dāng)孔，當(dāng)孔口為細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，口為細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，m1 K為孔口的通流系數(shù)，當(dāng)孔口為薄壁孔時(shí)，為孔口的通流系數(shù)，當(dāng)孔口為薄壁孔時(shí)，KCd(2/)0.5；當(dāng)孔口為

22、細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，；當(dāng)孔口為細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，Kd2/（32l）。液流流經(jīng)短孔的流量液流流經(jīng)短孔的流量仍可用薄壁小孔的流量計(jì)算式：仍可用薄壁小孔的流量計(jì)算式：qCdA (2p/) m，但其中的流量系數(shù)可在有關(guān)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)，但其中的流量系數(shù)可在有關(guān)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。中查得。0.5mh，bh，液體不可壓縮，質(zhì)量力忽略不計(jì)，粘度不變。，液體不可壓縮，質(zhì)量力忽略不計(jì)，粘度不變。()()pdyddxpdp dydx在液體中取一個(gè)微元體在液體中取一個(gè)微元體dx dy(寬寬度方向取單位長(zhǎng)度方向取單位長(zhǎng))，作用在它與，作用在它與液流相垂直的兩個(gè)表面上的壓力液流相垂直的兩個(gè)表面上的壓力為為p和和p+dp，作用在與液流相平，作

23、用在與液流相平行的上下兩個(gè)表面上的切應(yīng)力為行的上下兩個(gè)表面上的切應(yīng)力為和和+ +d，因此它的受力平衡方，因此它的受力平衡方程為程為ysu-20101 1、固定平行平板間隙流動(dòng)、固定平行平板間隙流動(dòng)( (壓差流動(dòng)壓差流動(dòng)) )的漏失量的漏失量上、下兩平板均固定不動(dòng)，液體在間隙兩端的壓差的作用上、下兩平板均固定不動(dòng)，液體在間隙兩端的壓差的作用下而在間隙中流動(dòng)，稱為下而在間隙中流動(dòng)，稱為壓差流動(dòng)壓差流動(dòng)。其漏失量為。其漏失量為2 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)(1)兩平行平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度兩平行平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u，但無壓差，但無壓差 這種流動(dòng)稱為這種流動(dòng)稱為純純

24、剪切流動(dòng)剪切流動(dòng)。其漏失量公式為：。其漏失量公式為：A312bhqplysu-2010(2)兩平行平板既有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩端又存在壓差時(shí)的流動(dòng)兩平行平板既有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩端又存在壓差時(shí)的流動(dòng) 這是一種普遍情況，其速度和流量是以上兩種情況的線性疊這是一種普遍情況，其速度和流量是以上兩種情況的線性疊加，即加，即 漏失量：漏失量：速度速度:當(dāng)長(zhǎng)平板相對(duì)于短平板的當(dāng)長(zhǎng)平板相對(duì)于短平板的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向和和壓差與流動(dòng)壓差與流動(dòng)方向一致方向一致時(shí)，取時(shí)，取“+”號(hào)號(hào)(泵缸泵缸)；反之取；反之取“-”號(hào)（液缸、馬達(dá)）。號(hào)（液缸、馬達(dá)）。損失能量：損失能量：結(jié)論：結(jié)論：間隙間隙h h越小，泄漏功率損失也越小。但是越

25、小，泄漏功率損失也越小。但是h h的減小會(huì)使的減小會(huì)使液壓元件中的摩擦功率損失增大，因而間隙液壓元件中的摩擦功率損失增大，因而間隙h h有一個(gè)使這兩有一個(gè)使這兩種功率損失之和達(dá)到最小的最佳值，并不是越小越好。種功率損失之和達(dá)到最小的最佳值，并不是越小越好。 ysu-2010(二二)圓柱環(huán)形間隙流動(dòng)圓柱環(huán)形間隙流動(dòng) 當(dāng)當(dāng)h/r1時(shí)，可以將環(huán)形間時(shí)，可以將環(huán)形間隙間的流動(dòng)近似地看作是平隙間的流動(dòng)近似地看作是平行平板間隙間的流動(dòng)，只要行平板間隙間的流動(dòng)，只要將將bd代入平行平板間隙漏代入平行平板間隙漏失量公式，就可得到這種情失量公式，就可得到這種情況下的流量，即：況下的流量，即：液壓元件中液壓缸缸體

26、與活塞之間的間隙，閥體與滑閥閥芯液壓元件中液壓缸缸體與活塞之間的間隙，閥體與滑閥閥芯之間的間隙中的流動(dòng)均屬這種情況。之間的間隙中的流動(dòng)均屬這種情況。1 1同心環(huán)形間隙在壓差作用下的流動(dòng)同心環(huán)形間隙在壓差作用下的流動(dòng)當(dāng)長(zhǎng)圓柱表面相對(duì)短圓柱表面的運(yùn)動(dòng)方向與壓差流動(dòng)方向當(dāng)長(zhǎng)圓柱表面相對(duì)短圓柱表面的運(yùn)動(dòng)方向與壓差流動(dòng)方向一致時(shí)取一致時(shí)取“+”號(hào)，反之取號(hào)，反之取“-”號(hào)。號(hào)。ysu-20102 2偏心環(huán)形間隙在壓差作用下的流動(dòng)偏心環(huán)形間隙在壓差作用下的流動(dòng)由此式可見完全偏心時(shí)由此式可見完全偏心時(shí)1，即即最大偏心最大偏心eh0時(shí)，其流量時(shí)，其流量為同心時(shí)流量的為同心時(shí)流量的2.5倍倍，這說，這說明了偏心

27、對(duì)泄漏量的影響。明了偏心對(duì)泄漏量的影響。所所以對(duì)液壓元件的同心度應(yīng)有適以對(duì)液壓元件的同心度應(yīng)有適當(dāng)要求。當(dāng)要求。液壓元件中經(jīng)常出現(xiàn)偏心環(huán)狀的情況，例如油缸活塞與缸液壓元件中經(jīng)常出現(xiàn)偏心環(huán)狀的情況，例如油缸活塞與缸筒不同心時(shí)就形成了偏向環(huán)狀間隙。下圖表示了偏心環(huán)狀筒不同心時(shí)就形成了偏向環(huán)狀間隙。下圖表示了偏心環(huán)狀間隙的簡(jiǎn)圖。令間隙的簡(jiǎn)圖。令R-rh0(同心時(shí)半徑間隙量同心時(shí)半徑間隙量)，e/h0(相對(duì)相對(duì)偏心率偏心率)，則有：，則有：23200033(1- e cos ) d(1 1.5) 1212h R pdhpqll23200033(1- e cos ) d(1 1.5) 1212h R p

28、dhpqll23200033(1- e cos ) d(1 1.5) 1212h R pdhpqll23200033(1- e cos ) d(1 1.5) 1212h R pdhpqllysu-20103 3內(nèi)外圓柱表面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且又存在壓差的流動(dòng)內(nèi)外圓柱表面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且又存在壓差的流動(dòng)式中等號(hào)右邊第一項(xiàng)為壓差流動(dòng)的流量，第二項(xiàng)式中等號(hào)右邊第一項(xiàng)為壓差流動(dòng)的流量，第二項(xiàng)為純剪切流動(dòng)的泄漏，當(dāng)長(zhǎng)圓柱表面相對(duì)短圓柱為純剪切流動(dòng)的泄漏，當(dāng)長(zhǎng)圓柱表面相對(duì)短圓柱表面的運(yùn)動(dòng)方向與壓差流動(dòng)方向一致時(shí)取表面的運(yùn)動(dòng)方向與壓差流動(dòng)方向一致時(shí)取“+”號(hào)，號(hào)，反之取反之取“-”號(hào)。號(hào)。 ysu-2010第六節(jié)空穴現(xiàn)

29、象第六節(jié)空穴現(xiàn)象 在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因會(huì)產(chǎn)生低氣壓，在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因會(huì)產(chǎn)生低氣壓，當(dāng)壓力低于液體的空氣分離壓時(shí)，液體中溶解當(dāng)壓力低于液體的空氣分離壓時(shí)，液體中溶解的空氣就會(huì)分離出來，以氣泡的形式存在于液的空氣就會(huì)分離出來，以氣泡的形式存在于液體中，使原來充滿管道的液體出現(xiàn)了氣體的空體中，使原來充滿管道的液體出現(xiàn)了氣體的空穴，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象；另外，當(dāng)絕對(duì)壓穴，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象；另外，當(dāng)絕對(duì)壓力低于液體的飽和蒸氣壓時(shí)，液體中會(huì)出現(xiàn)大力低于液體的飽和蒸氣壓時(shí)，液體中會(huì)出現(xiàn)大量的蒸氣泡，這也稱空穴現(xiàn)象。量的蒸氣泡，這也稱空穴現(xiàn)象。 空穴現(xiàn)象使液壓裝置產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，使金屬空穴

30、現(xiàn)象使液壓裝置產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，使金屬表面受到腐蝕。表面受到腐蝕。ysu-2010節(jié)流口處的氣穴現(xiàn)象節(jié)流口處的氣穴現(xiàn)象氣蝕氣蝕：管道中低壓區(qū)發(fā)生空穴現(xiàn)象時(shí)（低壓：管道中低壓區(qū)發(fā)生空穴現(xiàn)象時(shí)（低壓區(qū)），氣泡隨著液流進(jìn)入高壓區(qū)后，隨即急劇區(qū)），氣泡隨著液流進(jìn)入高壓區(qū)后，隨即急劇潰滅或急劇縮小，原來氣泡所占的空間形成了潰滅或急劇縮小，原來氣泡所占的空間形成了真空，四周液體質(zhì)點(diǎn)將以極大的速度沖向潰滅真空，四周液體質(zhì)點(diǎn)將以極大的速度沖向潰滅或壓縮氣泡中心，產(chǎn)生局部沖擊現(xiàn)象（形成高或壓縮氣泡中心，產(chǎn)生局部沖擊現(xiàn)象（形成高壓、高溫），使金屬剝落，表面形成麻點(diǎn)或出壓、高溫），使金屬剝落，表面形成麻點(diǎn)或出現(xiàn)小坑，這種現(xiàn)小坑，這種因空穴現(xiàn)象而加劇金屬表面腐蝕因空穴現(xiàn)象而加劇金屬表面腐蝕的現(xiàn)象，稱為氣蝕的現(xiàn)象，稱為氣蝕。（。（汽蝕動(dòng)畫汽蝕動(dòng)畫） 空穴現(xiàn)象發(fā)生在液流的低壓區(qū)，氣蝕現(xiàn)象發(fā)生空穴現(xiàn)象發(fā)生在液流的低壓區(qū)，氣蝕現(xiàn)象發(fā)生在高壓區(qū)。在高壓區(qū)。ysu-2010