液壓技術(shù)完整教學PPT

1、 目目 錄錄第第 一一 章章 緒論緒論第第 二二 章章 液壓傳動的流體力學基礎液壓傳動的流體力學基礎第第 三三 章章 液壓泵液壓泵第第 四四 章章 液壓缸和液壓馬達液壓缸和液壓馬達 第第 五五 章章 液壓閥液壓閥第第 六六 章章 液壓輔件液壓輔件( (自學自學) ) 第第 七七 章章 液壓基本回路液壓基本回路 第第 八八 章章 典型液壓系統(tǒng)典型液壓系統(tǒng)本章重點和難點：本章重點和難點：重點：重點： 1 1、液壓（氣壓）傳動工作原理；、液壓（氣壓）傳動工作原理； 2 2、液壓（氣動）系統(tǒng)組成及各部分作用；、液壓（氣動）系統(tǒng)組成及各部分作用； 難點：難點： 1 1、液壓（氣壓）傳動工作原理、液壓（氣

2、壓）傳動工作原理 一、研究對象及學習方法一、研究對象及學習方法 研究對象：研究對象：研究的是以有壓流體（液壓液或壓縮空氣）作為研究的是以有壓流體（液壓液或壓縮空氣）作為傳動介質(zhì)來實現(xiàn)機械傳動和自動控制的一門學科。傳動介質(zhì)來實現(xiàn)機械傳動和自動控制的一門學科。其實質(zhì)研究的是能量轉(zhuǎn)換。其實質(zhì)研究的是能量轉(zhuǎn)換。即：機械能即：機械能-壓力能壓力能-機械能。機械能。學習方法：學習方法：家用電器家用電器 （系統(tǒng)（系統(tǒng) 電路電路 電子元件）電子元件）機械設備機械設備（系統(tǒng)（系統(tǒng) 回路回路 液壓和氣動元件）液壓和氣動元件）二、車輛及其制造設備的傳動方式二、車輛及其制造設備的傳動方式 一切設備都有其相應的傳動機構(gòu)

3、一切設備都有其相應的傳動機構(gòu), ,借助于傳動方式達到對動借助于傳動方式達到對動力的傳遞和控制的目的。力的傳遞和控制的目的。1 1、機械傳動、機械傳動 通過齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿等機件直接把通過齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿等機件直接把動力傳送到執(zhí)行機構(gòu)的傳遞方式。動力傳送到執(zhí)行機構(gòu)的傳遞方式。 2 2、電氣傳動、電氣傳動利用電力設備，通過調(diào)節(jié)電參數(shù)來傳遞或控利用電力設備，通過調(diào)節(jié)電參數(shù)來傳遞或控制動力的傳動方式。制動力的傳動方式。 液體傳動液體傳動氣壓傳動氣壓傳動3 3、流體傳動、流體傳動氣力傳動氣力傳動氣體傳動氣體傳動液力傳動液力傳動利用液體流動動能傳遞動力。利用液體流動動能傳遞動力。液壓傳動液壓傳

4、動利用液體靜壓力傳遞動力。利用液體靜壓力傳遞動力。三、工作原理三、工作原理 以液壓千斤頂為例進行說明以液壓千斤頂為例進行說明: : 設施力設施力F，重物，重物G，小活塞，小活塞面積面積A1，大活塞面積，大活塞面積A2 。1、力比關系力比關系 12AFAGp或：或：12AAFG討論討論: :（不考慮活塞自重及摩擦阻力）（不考慮活塞自重及摩擦阻力）（1 1）當）當G=0時，時， p=0，F(xiàn)=0；（2 2）當）當G 時，時，p ， F 。 GA2A1Fp結(jié)論：結(jié)論： A A、系統(tǒng)的工作壓力取決于負載，而與流量大小無關。、系統(tǒng)的工作壓力取決于負載，而與流量大小無關。 B B、當、當A2 A1，只要施加

5、很小的力，只要施加很小的力F，就可舉起很重的物體，這就是液壓千斤，就可舉起很重的物體，這就是液壓千斤頂?shù)脑眄數(shù)脑怼?、運動關系、運動關系 若不考慮泄漏、油液的可壓縮性及缸體、管道的變形等若不考慮泄漏、油液的可壓縮性及缸體、管道的變形等由于體積相等：由于體積相等： A1 h1 = A2 h2；又由于活塞移動的時間相同，均為又由于活塞移動的時間相同，均為t，則：則：thAthA2211即：即：2112AAvv或或：A1v1=A2v2 = q ( (單位時間內(nèi)單位時間內(nèi)流過某一截面的液體體積，稱為流量，流過某一截面的液體體積，稱為流量，用用q q表示表示) ) 結(jié)論：結(jié)論：A A、活塞的運動速度

6、與進入缸的流量成正比，與活塞的截面、活塞的運動速度與進入缸的流量成正比，與活塞的截面積成反比，而與流體壓力大小無關；積成反比，而與流體壓力大小無關；B B、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)q即可改變運動速度，所以，液壓和氣壓傳動能即可改變運動速度，所以，液壓和氣壓傳動能實現(xiàn)無級調(diào)速；實現(xiàn)無級調(diào)速； 3 3、功率關系、功率關系 12AAFG和和2112AAvv在不計損失時，輸入功率等于輸在不計損失時，輸入功率等于輸出功率。出功率。 即：即：Fv1=Gv2即即：P=pA1v1=pA2v2= p q 結(jié)論：壓力和流量是流體傳動中最基本、最重要的兩個參數(shù)，結(jié)論：壓力和流量是流體傳動中最基本、最重要的兩個參數(shù)，它們的乘積表示

7、功率。它們的乘積表示功率。原動機（馬達）動力元件（油泵）管路輔助元件工作原理：工作原理：以有壓流體作為傳動介質(zhì)（或工作介質(zhì)、以有壓流體作為傳動介質(zhì)（或工作介質(zhì)、能源介質(zhì)），能源介質(zhì)），依靠密封容積的變化來傳遞運動依靠密封容積的變化來傳遞運動，依靠依靠流體內(nèi)部的壓力來傳遞動力流體內(nèi)部的壓力來傳遞動力。利用了帕斯卡原理利用了帕斯卡原理利用了質(zhì)量守恒定律利用了質(zhì)量守恒定律四、液壓和氣動系統(tǒng)組成四、液壓和氣動系統(tǒng)組成 以生產(chǎn)中的以生產(chǎn)中的機床工作臺機床工作臺為例進行進一步說明為例進行進一步說明能源裝置：為系統(tǒng)提供有壓流體（壓力油或壓縮空氣），能源裝置：為系統(tǒng)提供有壓流體（壓力油或壓縮空氣），將機械能轉(zhuǎn)

8、換成壓力能，是系統(tǒng)的第一能量轉(zhuǎn)換裝置。如將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能，是系統(tǒng)的第一能量轉(zhuǎn)換裝置。如液壓泵、氣源裝置（空壓機、后冷卻器、干燥器、空氣凈液壓泵、氣源裝置（空壓機、后冷卻器、干燥器、空氣凈化裝置、儲氣罐、輸送管道等）?；b置、儲氣罐、輸送管道等）。執(zhí)行元件：把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，是系統(tǒng)的第二執(zhí)行元件：把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，是系統(tǒng)的第二能量轉(zhuǎn)換裝置。如液壓缸、液壓馬達、氣缸、氣動馬達等。能量轉(zhuǎn)換裝置。如液壓缸、液壓馬達、氣缸、氣動馬達等?？刂圃簩ο到y(tǒng)中流體的壓力、流量及流體的流動方向控制元件：對系統(tǒng)中流體的壓力、流量及流體的流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的元件。如溢流閥、單向閥、換向閥

9、等。進行控制或調(diào)節(jié)的元件。如溢流閥、單向閥、換向閥等。工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油、壓縮空氣等。工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油、壓縮空氣等。輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作的其它元件。如油箱、管道、輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作的其它元件。如油箱、管道、管接頭、過濾器等。管接頭、過濾器等。機機床床工工作作臺臺液液壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)11工作臺工作臺 22液壓缸液壓缸 33活塞活塞 44換向手柄換向手柄 55換向閥換向閥 6.8.166.8.16回油管回油管 77節(jié)流閥節(jié)流閥 99開停手柄開停手柄 1010開停閥開停閥 1111壓力管壓力管 1212壓力支管壓力支管 1313溢流閥溢流閥 1414鋼球鋼

10、球 1515彈簧彈簧 1717液壓泵液壓泵 1818濾油器濾油器 1919油箱油箱機床工作臺液壓系統(tǒng)機床工作臺液壓系統(tǒng)五、系統(tǒng)表示方法五、系統(tǒng)表示方法 1、用結(jié)構(gòu)原理圖表示：、用結(jié)構(gòu)原理圖表示： 具有直觀性強、容易理解的優(yōu)點，但圖形比較復雜，繪制比具有直觀性強、容易理解的優(yōu)點，但圖形比較復雜，繪制比較麻煩。較麻煩。2 2、用液壓與氣動系統(tǒng)圖形符號表示（、用液壓與氣動系統(tǒng)圖形符號表示（GB78676, GB786.1-93) ) 基本規(guī)定基本規(guī)定 ：(1)(1)符號只表示元件的職能，連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的符號只表示元件的職能，連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示元件在機器中

11、的實際安裝位置。具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示元件在機器中的實際安裝位置。 (2) (2) 主油（氣）路用標準實線表示，控制油（氣）路用虛線表主油（氣）路用標準實線表示，控制油（氣）路用虛線表示。元件符號內(nèi)的流體流動方向用示。元件符號內(nèi)的流體流動方向用“”表示，表示，“”指向不指向不一定是油流方向。一定是油流方向。 (3)(3)符號均以元件的零位置表示，當系統(tǒng)的動作另有說明時，可符號均以元件的零位置表示，當系統(tǒng)的動作另有說明時，可作例外。作例外。 采用職能符號表示的原采用職能符號表示的原理圖：理圖： 具有圖形簡單，易具有圖形簡單，易繪制等有點，但直觀性繪制等有點，但直觀性差，難理解。差，難理解。六、

12、液壓與氣動系統(tǒng)的特點六、液壓與氣動系統(tǒng)的特點 1 1、液壓傳動特點、液壓傳動特點 優(yōu)點：優(yōu)點：（1 1）傳動平穩(wěn)、重量輕、體積小、承載能力大；）傳動平穩(wěn)、重量輕、體積小、承載能力大；（2 2）易實現(xiàn)無級調(diào)速；）易實現(xiàn)無級調(diào)速；（3 3）易實現(xiàn)過載保護和自動潤滑；）易實現(xiàn)過載保護和自動潤滑；（4 4）能實現(xiàn)各種機械運動、易于自動控制；）能實現(xiàn)各種機械運動、易于自動控制；（5 5）由于元件已實現(xiàn)標準化、系列化、通用化，便于設計制造）由于元件已實現(xiàn)標準化、系列化、通用化，便于設計制造。 缺點：缺點：（1 1）元件本身制造精度要求高；）元件本身制造精度要求高；（2 2）實現(xiàn)定比傳動難，且不宜在高、低溫

13、及易燃易爆等場合下使用；）實現(xiàn)定比傳動難，且不宜在高、低溫及易燃易爆等場合下使用；（3 3）不宜遠距離輸送動力，發(fā)生故障不易查除，油液易污染，對油）不宜遠距離輸送動力，發(fā)生故障不易查除，油液易污染，對油液的液的質(zhì)量要求高。質(zhì)量要求高。 2 2、氣壓傳動的特點、氣壓傳動的特點 優(yōu)點：優(yōu)點：來源廣泛，成本低廉，系統(tǒng)簡單；來源廣泛，成本低廉，系統(tǒng)簡單；空氣粘度小，輸送時壓力損失小，便于集中供應（空壓站）和遠距空氣粘度小，輸送時壓力損失小，便于集中供應（空壓站）和遠距離輸送；離輸送；維護簡單，管道不易堵塞，無須更換介質(zhì)；維護簡單，管道不易堵塞，無須更換介質(zhì)；易于實現(xiàn)過載自動保護，使用安全，適合在高、低

14、溫及易燃易爆等易于實現(xiàn)過載自動保護，使用安全，適合在高、低溫及易燃易爆等惡劣環(huán)境下使用；惡劣環(huán)境下使用；由于工作壓力低（小于由于工作壓力低（小于0.8MPa），對元件材料及加工精度要求低），對元件材料及加工精度要求低。 缺點：缺點：傳遞的功率??；傳遞的功率小；傳遞運動的速度穩(wěn)定性差；傳遞運動的速度穩(wěn)定性差；傳動效率較低。傳動效率較低。 七、液壓與氣壓傳動的應用及發(fā)展概況七、液壓與氣壓傳動的應用及發(fā)展概況 1818世紀末世紀末 萬噸水壓機萬噸水壓機 2020世紀世紀3030年代年代 起重機、機床及工程機械起重機、機床及工程機械 二戰(zhàn)期間二戰(zhàn)期間 各種軍事武器各種軍事武器 二戰(zhàn)結(jié)束后二戰(zhàn)結(jié)束后 各

15、種自動化設備及自動生產(chǎn)線各種自動化設備及自動生產(chǎn)線2020世紀世紀8080年代現(xiàn)在：高速、高壓、大功率、年代現(xiàn)在：高速、高壓、大功率、低噪聲、長壽命、高度集成化方向發(fā)展低噪聲、長壽命、高度集成化方向發(fā)展 節(jié)能化、微型化、輕量化、位置控制高精度化節(jié)能化、微型化、輕量化、位置控制高精度化氣動技術(shù)氣動技術(shù)初級階段初級階段計算機液壓計算機液壓伺服時期伺服時期電氣液壓電氣液壓技術(shù)時期技術(shù)時期20世紀世紀50年代年代70年代年代 黃金時代迅猛發(fā)展期黃金時代迅猛發(fā)展期表表1-1 1-1 在各類機械行業(yè)中的應用實例在各類機械行業(yè)中的應用實例行業(yè)名稱行業(yè)名稱應用場所舉例應用場所舉例工程機械工程機械挖掘機、裝載機

16、、推土機、壓路機、鏟運機等挖掘機、裝載機、推土機、壓路機、鏟運機等起重運輸機械起重運輸機械汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸機等汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸機等礦山機械礦山機械鑿巖機、開掘機、開采機、破碎機、提升機、液壓支架鑿巖機、開掘機、開采機、破碎機、提升機、液壓支架建筑機械建筑機械打樁機、液壓千斤頂、平地機等打樁機、液壓千斤頂、平地機等農(nóng)業(yè)機械農(nóng)業(yè)機械聯(lián)合收割機、拖拉機、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等聯(lián)合收割機、拖拉機、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等冶金機械冶金機械電爐爐頂及電極升降機、軋鋼機、壓力機等電爐爐頂及電極升降機、軋鋼機、壓力機等輕工機械輕工機械打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造

17、紙機、紡織機械等打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機、紡織機械等汽車工業(yè)汽車工業(yè)自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器等減振器等智能機械智能機械折臂式小汽車裝卸器、數(shù)字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、折臂式小汽車裝卸器、數(shù)字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、機器人等機器人等 行業(yè)名稱行業(yè)名稱應用場所舉例應用場所舉例熱工設備各類造型機、壓鑄機、鑄型輸送機、鍛壓機械等機床工業(yè)車、銑、磨、刨、組合機床、數(shù)控機床、剪床、自動化及半自動化機床等國防工業(yè)飛機、坦克、大炮、艦艇、雷達、火箭、導彈等船舶工業(yè)船舶工業(yè)打撈船、全液壓挖泥船、打樁船、采油平臺、

18、氣墊船等近年應用太陽跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、船舶駕駛模擬器、地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射系統(tǒng)、宇航環(huán)境模擬、高層建筑減震、緊急剎車裝置等應用一：高壓造型生產(chǎn)線應用一：高壓造型生產(chǎn)線應用二：真空靜壓造型生產(chǎn)線應用二：真空靜壓造型生產(chǎn)線應用三：工程機械領域應用三：工程機械領域壓路機壓路機挖掘機挖掘機鏟運車鏟運車應用四：機械加工行業(yè)應用四：機械加工行業(yè)應用五：航天工業(yè)應用五：航天工業(yè)應用六：軍事、雷達等應用六：軍事、雷達等 臺灣臺灣“紀德艦紀德艦”第一篇第一篇 液壓傳動液壓傳動第二章第二章流體力學是研究流體平衡和運動規(guī)律的一門科學流體力學是研究流體平衡和運動規(guī)律的一門科學。1 1、液壓油的粘度及其物理意義

19、、粘性的力學本質(zhì)；、液壓油的粘度及其物理意義、粘性的力學本質(zhì)；2 2、液體靜壓力基本方程、連續(xù)性方程、伯努利、液體靜壓力基本方程、連續(xù)性方程、伯努利方程。方程。3 3、壓力損失、小孔流量的計算。、壓力損失、小孔流量的計算。1 1、實際液體伯努利方程及壓力損失的計算；、實際液體伯努利方程及壓力損失的計算；2 2、絕對壓力、相對壓力、真空度的概念。、絕對壓力、相對壓力、真空度的概念。 一、液壓油的物理性質(zhì)一、液壓油的物理性質(zhì)Vm 礦物型液壓油的密度隨溫度和壓力而變礦物型液壓油的密度隨溫度和壓力而變化的，但其變動值很小，可認為其為常數(shù)。化的，但其變動值很小，可認為其為常數(shù)。一般礦物油系液壓油在一般礦

20、物油系液壓油在2020時密度約為時密度約為850850900 kg/m900 kg/m3 3 左右。左右。單位：單位：kg/m3）、（物理性質(zhì)飽凝pTCf 液體受壓力作用而發(fā)生體積變化的性質(zhì)稱為液體的液體受壓力作用而發(fā)生體積變化的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性?？蓧嚎s性。 液體的壓縮性可用體積壓縮系數(shù)液體的壓縮性可用體積壓縮系數(shù)表示。表示。 液體體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)液體體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)，稱為液體的體積彈稱為液體的體積彈性模量，以性模量，以或或K 表示。表示。 即即 1/1/。 01VVpk 封閉在容器內(nèi)的液體在外力作用下的情況極像一個彈簧（稱封閉在容器內(nèi)的液體在外力作用下的情況極像一個彈簧（稱為液壓彈

21、簧）：外力增大，體積減??；外力減小，體積增大。為液壓彈簧）：外力增大，體積減??；外力減小，體積增大。液體的可壓縮性很小，在一般情況下當液壓系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下工作液體的可壓縮性很小，在一般情況下當液壓系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下工作時可以不考慮可壓縮的影響。但在高壓下或受壓體積較大以及時可以不考慮可壓縮的影響。但在高壓下或受壓體積較大以及對液壓系統(tǒng)進行動態(tài)分析時，就需要考慮液體可壓縮性的影對液壓系統(tǒng)進行動態(tài)分析時，就需要考慮液體可壓縮性的影響響 。1 1、粘性的力學本質(zhì)、粘性的力學本質(zhì) 粘性是液壓油的根本特性，粘度是度量粘性的粘性是液壓油的根本特性，粘度是度量粘性的物理量，是選擇液壓油的主要性能指標。物理量，是選擇液

22、壓油的主要性能指標。 液體的粘性：液體在外力作用下流動（或有流液體的粘性：液體在外力作用下流動（或有流動趨勢）時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子間的相對動趨勢）時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子間的相對運動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力。運動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力。粘性的力學本質(zhì)：粘性的力學本質(zhì)：y0 xhu0uu+duydy為比例系數(shù)稱為動力粘為比例系數(shù)稱為動力粘度 ， 單 位 為度 ， 單 位 為 P a S（帕（帕秒）秒） （牛頓內(nèi)摩擦阻力定律）（牛頓內(nèi)摩擦阻力定律）油液在流動時，相鄰兩層液油液在流動時，相鄰兩層液體內(nèi)部所產(chǎn)生的摩擦阻力體內(nèi)部所產(chǎn)生的摩擦阻力F F與接觸面積與接觸面積A A成正比與速度成正比與速度梯

23、度成正比。梯度成正比。 若：若：00Fdydu結(jié)論：液體只有在流動（或有流結(jié)論：液體只有在流動（或有流動趨勢）時才會呈現(xiàn)出粘性，處動趨勢）時才會呈現(xiàn)出粘性，處于靜止狀態(tài)的液體不呈現(xiàn)粘性于靜止狀態(tài)的液體不呈現(xiàn)粘性。dyduAFdyduAF則單位面積上的內(nèi)摩擦力則單位面積上的內(nèi)摩擦力：dydu例例1 1：如一瓶水和一瓶菜油，放在形狀完全相同的兩：如一瓶水和一瓶菜油，放在形狀完全相同的兩只棕色瓶中，怎樣鑒別？（不準用嗅覺和味覺）只棕色瓶中，怎樣鑒別？（不準用嗅覺和味覺）2 2、粘度、粘度 液體的粘性大小可用粘度來表示。液體的粘性大小可用粘度來表示。相對粘度：相對粘度：用各種粘度計測量。用各種粘度計測

24、量。 粘度粘度動力粘度動力粘度 ：單位：單位：PaS（帕（帕 秒）秒）運動粘度運動粘度 ：單位：單位：m2/s 。與動力粘度換算公式：。與動力粘度換算公式： =/（1 1）動力粘度）動力粘度 流動液體在一定剪切力作用下內(nèi)摩擦阻力的度量。具流動液體在一定剪切力作用下內(nèi)摩擦阻力的度量。具有明確的物理意義。單位：有明確的物理意義。單位：PaS（帕（帕 秒），可用旋轉(zhuǎn)粘秒），可用旋轉(zhuǎn)粘度計測量，但計算較復雜。度計測量，但計算較復雜。物理意義：液體在單位速度梯度下流動時，單位面積上產(chǎn)物理意義：液體在單位速度梯度下流動時，單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。生的內(nèi)摩擦力。沒有明確的物理意義。只是動力粘度與液體密度的

25、比值。沒有明確的物理意義。只是動力粘度與液體密度的比值。 （2 2）運動粘度運動粘度 即：即：單位：單位： m m2 2/s /s 國產(chǎn)油液牌號是國產(chǎn)油液牌號是以以40時的平均運動粘度來表示。時的平均運動粘度來表示。 1 cSt(厘斯厘斯)=10-2 St(斯斯) =1 mm2/s 單位換算：單位換算：1 m2 /s=104 St（斯）（斯）= =106 cSt（厘斯）（厘斯） 機床工作臺液壓系統(tǒng)機床工作臺液壓系統(tǒng)例例1 1：普通液壓油：普通液壓油YA-N32，N32表示該油在表示該油在4040時平均運動粘時平均運動粘度為度為mm2/s ，即即 32 10632m2/s。例例2 2：20 20

26、 時時 水水= 10-6 m2/s， 水水= 103 kg/m3; 空氣空氣= 15 10-6 m2/s， 空氣空氣= 1.2 kg/m3。 試比較哪種介質(zhì)粘性大？試比較哪種介質(zhì)粘性大？解：解： 水水= 水水 水水= 10-3 PaS , 空氣空氣= 空氣空氣 空氣空氣= 1.8 10-5PaS 水的粘性大水的粘性大結(jié)論：結(jié)論： 若要比較兩種不同介質(zhì)流體的粘性大小，若要比較兩種不同介質(zhì)流體的粘性大小， 只能用動力粘度來比較。只能用動力粘度來比較。（3） 相對粘度（條件粘度）：相對粘度（條件粘度）： 將將200ml 溫度為溫度為t 的的被測液體裝入恩氏粘度被測液體裝入恩氏粘度計中，由其底部計中，

27、由其底部 2.8mm的小孔流出，測出液體的小孔流出，測出液體流盡所需的時間流盡所需的時間 液液，與同體積蒸餾水在，與同體積蒸餾水在20 時時流過同一粘度計所需時間流過同一粘度計所需時間 水水之比。用之比。用0Et表示。表示。 0Et = 液液/ 水水，無量綱。，無量綱。6060ml， 單位：秒。故又稱國際賽氏秒。單位：秒。故又稱國際賽氏秒。用用 ”S表示。表示。恩氏粘度恩氏粘度0E（中、德、前蘇聯(lián)）：（中、德、前蘇聯(lián)）：賽氏粘度賽氏粘度SUS （美國）：（美國）：換算關系：換算關系：6 10)18022. 0(SS6 10)17226. 0(RR單位：均為單位：均為 m2/s60010)31.

28、 631. 7(EE6060ml， 單位：秒。故又稱商用雷氏秒。用單位：秒。故又稱商用雷氏秒。用 ”R 表示。表示。雷氏粘度雷氏粘度R1S （英國、美國）：（英國、美國）：3 3、影響油液粘度的因素、影響油液粘度的因素 溫度：溫度： 溫度溫度 分子間內(nèi)聚力分子間內(nèi)聚力 油液粘度油液粘度壓力損失壓力損失。 并且變化十分敏感，說明溫度對粘度的影響很大并且變化十分敏感，說明溫度對粘度的影響很大。油液的粘溫特性：油液的粘溫特性： 油液粘度隨溫度變化的特性稱為油液粘度隨溫度變化的特性稱為用粘度指數(shù)用粘度指數(shù)VI表示表示。溫度溫度 分子間內(nèi)聚力分子間內(nèi)聚力 油液粘度油液粘度 系統(tǒng)泄漏系統(tǒng)泄漏傳動精度傳動精

29、度；粘度指數(shù)（粘度指數(shù)（ VI ）：粘度指數(shù)越高，則粘溫曲線越平坦，油）：粘度指數(shù)越高，則粘溫曲線越平坦，油液的粘溫性能好，表示溫度變化對該油的粘度影響較小。壓液的粘溫性能好，表示溫度變化對該油的粘度影響較小。壓力變化對粘度影響較小，一般不考慮。一般要求工作介質(zhì)的力變化對粘度影響較小，一般不考慮。一般要求工作介質(zhì)的粘度指數(shù)粘度指數(shù)VI 90。壓力壓力 分子間距分子間距 分子間內(nèi)聚力分子間內(nèi)聚力 油液粘度有所油液粘度有所。 壓力：壓力：a.當壓力較低時，壓力變化對粘度影響較小，一般不考慮。當壓力較低時，壓力變化對粘度影響較小，一般不考慮。b.當壓力很高時，壓力變化對粘度影響較大。當壓力很高時，壓

30、力變化對粘度影響較大。)1031 (80pp式中式中0 0壓力為壓力為10105 5PaPa時的運動粘度時的運動粘度(m(m2 2/s) /s) p p壓力為壓力為 p Pap Pa時的運動粘度時的運動粘度(m(m2 2/s)/s)( (四四) ) 其它物理性質(zhì)其它物理性質(zhì) 比熱容（單位質(zhì)量的物質(zhì)作單位溫度變化時所需要的熱比熱容（單位質(zhì)量的物質(zhì)作單位溫度變化時所需要的熱量）、導熱系數(shù)、流動點（比凝固點低量）、導熱系數(shù)、流動點（比凝固點低2.52.5的溫度叫做流的溫度叫做流動點）與凝固點、閃點（明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油動點）與凝固點、閃點（明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油本身不燃燒的溫度）與

31、燃點（使油液能自行燃燒的溫度）、本身不燃燒的溫度）與燃點（使油液能自行燃燒的溫度）、潤滑性（在金屬摩擦表面形成牢固油膜的能力）等。潤滑性（在金屬摩擦表面形成牢固油膜的能力）等。 二、液壓油的化學性質(zhì)二、液壓油的化學性質(zhì)1 1、酸值：中和、酸值：中和1 1克油液所需克油液所需 KOH KOH 的毫克數(shù)。的毫克數(shù)。 2 2、熱穩(wěn)定性：自身裂化、聚合、熱穩(wěn)定性：自身裂化、聚合 。3 3、氧化穩(wěn)定性：與空氣及其它氧化物進行化學反應的能力、氧化穩(wěn)定性：與空氣及其它氧化物進行化學反應的能力 4 4、相容性：油液與系統(tǒng)中各種密封材料、涂料等非金屬材、相容性：油液與系統(tǒng)中各種密封材料、涂料等非金屬材料相互接觸

32、時抵抗化學反應的能力。如不起作用或很少起料相互接觸時抵抗化學反應的能力。如不起作用或很少起作用則相容性好。作用則相容性好。 5 5、抗乳化性：油液中混入水并攪動成乳化液后，水從其中、抗乳化性：油液中混入水并攪動成乳化液后，水從其中分離出來的能力。分離出來的能力。 6 6、抗泡沫性：油液中混入空氣并攪動成乳化液后，空氣從、抗泡沫性：油液中混入空氣并攪動成乳化液后，空氣從其中分離出來的能力。其中分離出來的能力。 三、對液壓油的性能要求三、對液壓油的性能要求 (1)(1)適宜的粘度及良好的粘溫特性；適宜的粘度及良好的粘溫特性；(2)(2)良好的潤滑性及高的油膜強度；良好的潤滑性及高的油膜強度；(3)

33、(3)良好的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；良好的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；(4)(4)良好的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；良好的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；(5)(5)良好的相容性；良好的相容性；(6)(6)良好的抗燃性、抗泡性及抗乳化性；良好的抗燃性、抗泡性及抗乳化性；(7)(7)高的閃點、低的凝固點、高純度、無毒且成本低等。高的閃點、低的凝固點、高純度、無毒且成本低等。四、液壓油液的類型和選用四、液壓油液的類型和選用 按抗燃特性分為兩大類按抗燃特性分為兩大類礦物基型液壓液礦物基型液壓液（石油基型）（石油基型）難燃液壓液難燃液壓液普通型：機械油、變壓器油、汽輪機油普通型：機械油、變壓器油、汽輪機油等；等；專用型：精密

34、機床液壓油、數(shù)控機床液專用型：精密機床液壓油、數(shù)控機床液壓油、低凝液壓油、抗磨液壓油、抗燃壓油、低凝液壓油、抗磨液壓油、抗燃液壓油等；液壓油等；乳化型（水基如乳化型（水基如o/wo/w、w/ow/o、水、水- -乙二醇乙二醇 ）：）： 特點：價廉、難燃、潤滑性較差。特點：價廉、難燃、潤滑性較差。特點：價高、凝固點低、有毒。特點：價高、凝固點低、有毒。磷酸酯基、氯化烴等；磷酸酯基、氯化烴等； 合成型：合成型：1 1、類型：、類型：2 2、液壓油的選用原則、液壓油的選用原則 c c、運動速度高，流量大時，泄漏相對值小。此時，壓力、運動速度高，流量大時，泄漏相對值小。此時，壓力損失為主要矛盾，粘度取

35、小值。損失為主要矛盾，粘度取小值。（1 1）確定液壓油類型：根據(jù)系統(tǒng)工作條件、工作環(huán)境、）確定液壓油類型：根據(jù)系統(tǒng)工作條件、工作環(huán)境、傳動精度等；傳動精度等；（2 2）根據(jù)液壓泵的類型選定油液粘度范圍；）根據(jù)液壓泵的類型選定油液粘度范圍；（3 3）選具體牌號）選具體牌號: :a a、環(huán)境溫度高時，泄漏為主要矛盾，選粘度高的油；反之、環(huán)境溫度高時，泄漏為主要矛盾，選粘度高的油；反之則相反。則相反。b b、工作壓力高、功率大時，壓力損失相對值小。此時，泄、工作壓力高、功率大時，壓力損失相對值小。此時，泄漏為主要矛盾，粘度取大值；漏為主要矛盾，粘度取大值；常用泵的用油粘度常用泵的用油粘度如運動部件速

36、度很快如運動部件速度很快如系統(tǒng)工作環(huán)境溫度很高如系統(tǒng)工作環(huán)境溫度很高2-22-2 液體靜力學基礎液體靜力學基礎 液體靜力學主要是研究液體靜止時的平液體靜力學主要是研究液體靜止時的平衡規(guī)律以及這些規(guī)律的應用。衡規(guī)律以及這些規(guī)律的應用。 “靜止液體靜止液體”指的是液體內(nèi)部質(zhì)點間沒有相指的是液體內(nèi)部質(zhì)點間沒有相對運動，不呈現(xiàn)粘性而言，至于盛裝液體的對運動，不呈現(xiàn)粘性而言，至于盛裝液體的容器，不論它是靜止的還是勻速、勻加速運容器，不論它是靜止的還是勻速、勻加速運動都沒有關系。動都沒有關系。 一、液體靜壓力及其特性一、液體靜壓力及其特性靜壓力：液體處于靜止狀態(tài)時，單位面積上所受的法向作用靜壓力：液體處于

37、靜止狀態(tài)時，單位面積上所受的法向作用力。力。AFPA0limAF若若F均勻作用于面積均勻作用于面積A上上AFP 則：單位：單位：N/m2 即即 Pa （帕斯卡）（帕斯卡）靜壓力三個重要特性：靜壓力三個重要特性： 液體靜壓力總是垂直于其承壓表面。液體靜壓力總是垂直于其承壓表面。 靜止液體中任意點所受靜壓力在各個方向上均相等。靜止液體中任意點所受靜壓力在各個方向上均相等。 若不相等將會運動，破壞靜止的條件。若不相等將會運動，破壞靜止的條件。G 在密閉容器中的靜止在密閉容器中的靜止液體，當一處受壓時，這液體，當一處受壓時，這個壓力將等值傳遞到任意個壓力將等值傳遞到任意點。（帕斯卡原理）點。（帕斯卡原

38、理）二、液體靜壓力基本方程二、液體靜壓力基本方程靜壓力基本方程靜壓力基本方程液體靜壓力液體靜壓力自重自重（很小，在液壓技術(shù)中可忽略不計很小，在液壓技術(shù)中可忽略不計）外力外力欲求深度為欲求深度為h處壓力，取一垂直小液柱處壓力，取一垂直小液柱A, ,此小液柱處于此小液柱處于平衡狀態(tài)，列受力平衡方程：平衡狀態(tài)，列受力平衡方程：P 0 . A +G=P .A式中 G=mg= . v . g= g .A . hhhP0 P = P0 + g h= P0 + h由方程可知：由方程可知： 靜止液體中任一點壓力由兩部分組靜止液體中任一點壓力由兩部分組成：作用在液面上的壓力成：作用在液面上的壓力P0和由液和由液

39、柱本身重力所產(chǎn)生的壓力柱本身重力所產(chǎn)生的壓力mgh 。 若若 P0 = Pa （大氣壓作用）（大氣壓作用） 則：則： P = Pa+ g hphp=P0+hP0 P 隨隨 h 呈線性增加。呈線性增加。 同一液體中，深度相同的各點壓力相等。由壓力相等的同一液體中，深度相同的各點壓力相等。由壓力相等的點組成的點組成的 面稱等壓面，顯然在重力場中靜止液體的等壓面面稱等壓面，顯然在重力場中靜止液體的等壓面為水平面。為水平面。P0P0靜壓力基本方程的物理意義靜壓力基本方程的物理意義P00X(基準水平面)Z0ZBAZ1h1hP = P0 + g h P0 + g z0 = P + g z= P0 + g

40、z0g z= P0 + g ( z0 z )（常數(shù)）CZgPZgP00CZPZP00P/g：單位重量液體的壓力能：單位重量液體的壓力能 ，稱比壓能（壓力水，稱比壓能（壓力水頭）頭）或或Z: 單位重量液體相對于基準平面的位能單位重量液體相對于基準平面的位能， Z 稱為比位能稱為比位能 （位置水頭）（位置水頭）pghpgphp結(jié)論：結(jié)論：靜止靜止液體中任意一點總能量為單位重量液體的壓力液體中任意一點總能量為單位重量液體的壓力能和位能之和。壓力能和位能可以相互轉(zhuǎn)化，但總能和位能之和。壓力能和位能可以相互轉(zhuǎn)化，但總能量不變能量不變 。即能量守恒。即能量守恒。（1）絕對壓力）絕對壓力 P絕絕：以當?shù)卮髿?/p>

41、壓為基準所表示的壓力，以當?shù)卮髿鈮簽榛鶞仕硎镜膲毫Γ址Q表壓力。又稱表壓力。3.3.壓力壓力的表示方法的表示方法以絕對零壓力為基準所表示的壓力。以絕對零壓力為基準所表示的壓力。（2）相對壓力）相對壓力 P相相： P絕絕= P相相 + Pa 或或 P相相= P絕絕PaP相相0 稱為真空度稱為真空度P真真= Pa P絕絕 P真真0 由于大多數(shù)測壓儀表所測得的壓力都是相對由于大多數(shù)測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力，故相對壓力也稱表壓力。壓力，故相對壓力也稱表壓力。 P相相0 表壓力表壓力pp=0 (絕對真空)0P=Pa (大氣壓力)ppa絕對壓力相對壓力(表壓力)絕對壓力ppa真空度相對壓力.絕對

42、壓力與真空度之間的關系注意：注意： 在分析問題上，前面的靜壓力基本方程中在分析問題上，前面的靜壓力基本方程中P 、P0可可用絕對壓力，亦可用相對壓力，但在同一計算式中必須一用絕對壓力，亦可用相對壓力，但在同一計算式中必須一致。致。（3）相互關系）相互關系3.3.壓力壓力的單位的單位1 Pa（帕帕） = 1 N/m2 1MPa （兆帕兆帕）= 106 Pa 壓力單位及其它非法定計量單位的換算關系：壓力單位及其它非法定計量單位的換算關系： 1at（工程大氣壓工程大氣壓）=1kgf/cm2=9.8104 Pa 1mH2O(米水柱米水柱)=9.8103 Pa 1mmHg(毫米汞柱毫米汞柱)=1.331

43、02 Pa 1bar(巴巴) = 105 Pa1.02kgf/cm2 例：容器內(nèi)充滿油液，活塞上作用例：容器內(nèi)充滿油液，活塞上作用 F =1000 N，活塞面積，活塞面積 A =10 -3 m2，問活塞下方深度，問活塞下方深度 h = 0.5 m 處的壓力等于多少？處的壓力等于多少？hAP0P解：解： 根據(jù)根據(jù) P = P0 + g h 活塞與液面接觸處壓力為：活塞與液面接觸處壓力為：P0 = F/A = 1000 / 10-3 = 106 Pa = 1 MPa深度為深度為h 處的液體壓力為：處的液體壓力為：P = P0 + g h= 106 + 9009.8 0.5= 1.0044 106

44、Pa= 1.0044 MPa1.0 MPa由式可見，由于液柱重量所引起的由式可見，由于液柱重量所引起的 壓力與外力所壓力與外力所產(chǎn)生的壓力相比，可以忽略不計。產(chǎn)生的壓力相比，可以忽略不計。 對液體傳動來說對液體傳動來說，可以認為靜止液體內(nèi)各處的可以認為靜止液體內(nèi)各處的壓力均是相等的壓力均是相等的。 三、液體對固體壁面的作用力三、液體對固體壁面的作用力1.1.液壓力作用在平面上的作用力液壓力作用在平面上的作用力由于是平面，所以作用力方向相互平行由于是平面，所以作用力方向相互平行 公式公式 F = P *A 不能用不能用 計算作用于曲面在某一指定方向的分力計算作用于曲面在某一指定方向的分力2.2.

45、液體作用在曲面上的作用力液體作用在曲面上的作用力例題：例題：求液壓力作用在半圓筒內(nèi)壁沿求液壓力作用在半圓筒內(nèi)壁沿 x 方向作用力。方向作用力。解：解：過過取取d的一段微弧，的一段微弧，沿圓筒長度方向沿圓筒長度方向 則則可認為是矩形：可認為是矩形：d A = L L. r rd d F = P . d A= P r rL Ld 沿沿 x 方向力為：方向力為：d Fx = d F COS Fx = d Fx = P . 2r rL L（半圓筒內(nèi)壁在（半圓筒內(nèi)壁在X方向方向上投影面積）上投影面積）22sinlrP結(jié)論：結(jié)論： 曲面在某一方向上所受的液曲面在某一方向上所受的液 壓作用力等于曲壓作用力等

46、于曲面在該方向的投影面積和液壓力的乘積。面在該方向的投影面積和液壓力的乘積。PP液體作用在閥芯上的力（豎直向上）液體作用在閥芯上的力（豎直向上）241dpF2-32-3 液體動力學基礎液體動力學基礎 研究液體流動時流速和壓力的變化規(guī)研究液體流動時流速和壓力的變化規(guī)律，具體討論三大方程律，具體討論三大方程 連續(xù)連續(xù)性方程性方程（質(zhì)量守恒）（質(zhì)量守恒）、 伯努利方程伯努利方程（能（能量守恒）量守恒）、 動量方程動量方程（動量守恒）（動量守恒）。一、液體運動的基本概念一、液體運動的基本概念 1.1.理想液體：理想液體： 既無粘性又不可壓縮的液體。否則既無粘性又不可壓縮的液體。否則稱為實際液體。稱為實

47、際液體。2.2.穩(wěn)定流動：穩(wěn)定流動：液體流動時，若液體中任何一點的液體流動時，若液體中任何一點的壓力、流速和密度均不隨時間而變壓力、流速和密度均不隨時間而變化，這種流動稱為化，這種流動稱為穩(wěn)定流動穩(wěn)定流動。否則，否則，只要壓力、速度和密度有一個量隨只要壓力、速度和密度有一個量隨時間變化，則這種流動就稱為時間變化，則這種流動就稱為非穩(wěn)非穩(wěn)定流動定流動。定常流動定常流動非定常流動非定常流動3.3.跡線、流線、流束、通流截面跡線、流線、流束、通流截面流動液體的某一質(zhì)點在某一時間間隔內(nèi)在空間的運流動液體的某一質(zhì)點在某一時間間隔內(nèi)在空間的運動軌跡。動軌跡。跡線：跡線：某一瞬時，表示液流中各處質(zhì)點運動狀態(tài)

48、的一條條曲某一瞬時，表示液流中各處質(zhì)點運動狀態(tài)的一條條曲線。線。流線：流線：（1 1）該瞬時，流線上各質(zhì)點速度方向）該瞬時，流線上各質(zhì)點速度方向與流線相切。與流線相切。（2 2）在穩(wěn)定流動時，流線不隨時間而）在穩(wěn)定流動時，流線不隨時間而變化，流線與跡線重合。變化，流線與跡線重合。（3 3）由于流動液體中任一質(zhì)點在某一）由于流動液體中任一質(zhì)點在某一瞬時只能有一個速度，所以流線之間不瞬時只能有一個速度，所以流線之間不可能相交，也不可能突然轉(zhuǎn)折?？赡芟嘟?，也不可能突然轉(zhuǎn)折。 特點：特點：在流場中任取一封閉曲線，沿此封閉曲線所包括的在流場中任取一封閉曲線，沿此封閉曲線所包括的區(qū)域的每一點作流線，由這些

49、流線所形成的管狀曲區(qū)域的每一點作流線，由這些流線所形成的管狀曲面稱為流管。流管內(nèi)這些流線的集合稱為流束。面稱為流管。流管內(nèi)這些流線的集合稱為流束。 流束：流束：（1 1）對非穩(wěn)定流動，流管）對非穩(wěn)定流動，流管形狀隨時間而變；形狀隨時間而變；特點：特點：（2 2）對穩(wěn)定流動，流管形）對穩(wěn)定流動，流管形狀不變，且管內(nèi)流線不能狀不變，且管內(nèi)流線不能穿越流管，此時，流管與穿越流管，此時，流管與真實管道一樣。真實管道一樣。流束中與所有流線正交的截面稱為通流截面。流束中與所有流線正交的截面稱為通流截面。截面上每點處的流動速度都垂直于這個面。截面上每點處的流動速度都垂直于這個面。通流截面通流截面：AAAA4

50、.4.流量與平均流速流量與平均流速單位時間內(nèi)流過某通流截面的液體體積。單位時間內(nèi)流過某通流截面的液體體積。用用q 表示，表示， 單位為單位為 m3/s 或或 L/min 。流量：流量：3.3.平均流速平均流速v v q=V/t=(lA)/t=A(l/t)=Av二、連續(xù)性方程二、連續(xù)性方程 Aqv 單位：單位：m/s假設液體作穩(wěn)定流動，且不可壓縮（密度相等）。任取一流假設液體作穩(wěn)定流動，且不可壓縮（密度相等）。任取一流管，兩端通流截面面積為管，兩端通流截面面積為A1、A2，在流管中取一微小流束，在流管中取一微小流束，流束兩端的截面積分別為流束兩端的截面積分別為dA1和和dA2，在微小截面上各點的

51、速，在微小截面上各點的速度可以認為是相等的，且分別為度可以認為是相等的，且分別為u1和和u2。u1dA1dtu2dA2dt 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在dt時間內(nèi)時間內(nèi)流入此微小流束的質(zhì)量應等于此流入此微小流束的質(zhì)量應等于此微小流束流出的質(zhì)量。微小流束流出的質(zhì)量。u1dA1u2dA2 對整個流管：對整個流管： q1q2 如用平均流速表示：如用平均流速表示：v1A1v2A2上述兩通流截面是任意取的，所以有上述兩通流截面是任意取的，所以有 A1A2v2v1dA1dA2u1u2qvA常數(shù)常數(shù) 不可壓縮液體作穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程不可壓縮液體作穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程 結(jié)論結(jié)論: : （1

52、1）通過流管任一通流截面的流量相等。）通過流管任一通流截面的流量相等。 （2 2）液體的流速與管道通流截面積成反比。）液體的流速與管道通流截面積成反比。 （3 3）在具有分支的管路中具有）在具有分支的管路中具有q q1 1=q=q2 2+q+q3 3 的關系。的關系。 d1d2Q2例例: : 如圖所示，進入液壓缸的流量如圖所示，進入液壓缸的流量Q Q1 1是否等于缸排出的流量是否等于缸排出的流量Q Q2 2？油液是不連續(xù)的，不可用油液是不連續(xù)的，不可用連續(xù)性方程。連續(xù)性方程。解解: : Q1 Q2三、伯努利方程三、伯努利方程（能量方程）（能量方程） 伯努利方程就是能量守恒定律在流動液體中的表現(xiàn)

53、形式。伯努利方程就是能量守恒定律在流動液體中的表現(xiàn)形式。( (動能定理動能定理) ) h2h1A22A111 1、理想液體微小流束的伯努利方程、理想液體微小流束的伯努利方程 假設為理想液體且作穩(wěn)定流動，密假設為理想液體且作穩(wěn)定流動，密度為常數(shù)。度為常數(shù)。 A1處斷面為處斷面為dA1，斷面上所受的壓，斷面上所受的壓力為力為p1，流速，流速u1； A2處斷面為處斷面為dA2，斷面上所受的壓力，斷面上所受的壓力為為p2，流速，流速u2； 假設在無限短的時間假設在無限短的時間dt內(nèi)，內(nèi)，A1處斷面液體到達處斷面液體到達A11，A2處斷處斷面液體到達面液體到達A22?，F(xiàn)分析表面力、重力所做的功及其動能變

54、?，F(xiàn)分析表面力、重力所做的功及其動能變化（功能關系）?；üδ荜P系）。h2h1A22A11（1）表面力所做的功，）表面力所做的功，dW表表理想液體，無內(nèi)阻，流束側(cè)面表面力理想液體，無內(nèi)阻，流束側(cè)面表面力與液流位移方向垂直，故不做功。僅與液流位移方向垂直，故不做功。僅有作用于有作用于dAdA1 1、dAdA2 2兩端上的力做功，兩端上的力做功，其值為：其值為：dW表表 )(21222111222111ppdtdqdtudApdtudApdsdApdsdAp（2 2）重力所做的功，）重力所做的功，dW重重 在流束中，當在流束中，當A1A2段的液體運動到段的液體運動到A11A22時，由于屬穩(wěn)定流動，

55、故在時，由于屬穩(wěn)定流動，故在dt時間時間內(nèi)，內(nèi)，A11A2段液體所有的參數(shù)（段液體所有的參數(shù)（p、v、等）均未變化，這段液體能量沒有等）均未變化，這段液體能量沒有變化。此時重力做功就等于將變化。此時重力做功就等于將A1A11段液體段液體A2A22段時所做的功。設段時所做的功。設A1A11段、段、A2A22段高度分別為段高度分別為h1、h2，則重力所做的功為：，則重力所做的功為： dW重重 h2h1A22A11)(212122112211hhdtdqgghdtdqghdtdqghdVghdVghmghm（3 3）動能變化，）動能變化，dE同樣，在同樣，在dt時間內(nèi)，時間內(nèi)，A11A2段液體所有的

56、參數(shù)（段液體所有的參數(shù)（p、v、等）等）均未變化，故動能變化應等于均未變化，故動能變化應等于A1A11段和段和A2A22段微小流束段微小流束的動能差，即的動能差，即 )(2121212122211222uudtdqumumdEdEdW表表dW重重即：即： )()()(2121212122hhdtdqgppdtdquudtdq2222121122hgugphgugpchgugp22伯努利方程物理意義：伯努利方程物理意義： 第一項為單位重量液體的壓力能稱為比壓能（第一項為單位重量液體的壓力能稱為比壓能（ p/g ）；）； 第二項為單位重量液體的動能稱為比動能（第二項為單位重量液體的動能稱為比動能（

57、 u2/2g ）；）； 第三項為單位重量液體的位能稱為比位能（第三項為單位重量液體的位能稱為比位能（h）。）。 由于上述三種能量都具有長度單位，故又分別稱為壓力水頭、由于上述三種能量都具有長度單位，故又分別稱為壓力水頭、速度水頭和位置水頭。速度水頭和位置水頭。 比壓能比壓能 + + 比位能比位能 + + 比動能比動能= = 常量常量物理意義：物理意義：在管內(nèi)作穩(wěn)定流在管內(nèi)作穩(wěn)定流動的理想液體具有壓力能、動的理想液體具有壓力能、位能和動能三種形式的能位能和動能三種形式的能量，在任一截面上三者可量，在任一截面上三者可以相互轉(zhuǎn)換，但其總和保以相互轉(zhuǎn)換，但其總和保持不變。持不變。靜壓力基本方程則是伯努

58、利方程（流速為靜壓力基本方程則是伯努利方程（流速為0 0）的特例。）的特例。即：即：2 2實際液體微小流束的伯努利方程實際液體微小流束的伯努利方程 實際液體都具有粘性，因此液體在流動時能量消耗，設因?qū)嶋H液體都具有粘性，因此液體在流動時能量消耗，設因粘性而消耗的能量為粘性而消耗的能量為hw，則實際液體微小流束的伯努利方，則實際液體微小流束的伯努利方程為：程為： whhgugphgugp2222121122hw：以水頭高度表示的能量損失（即阻力水頭）以水頭高度表示的能量損失（即阻力水頭）P = hW . g P : 壓力損失。壓力損失。3 3實際液體總流的伯努利方程實際液體總流的伯努利方程 若用平

59、均流速代替，則必然引起動能偏差，故必須引入動能若用平均流速代替，則必然引起動能偏差，故必須引入動能修正系數(shù)。于是實際液體總流的伯努利方程為：修正系數(shù)。于是實際液體總流的伯努利方程為：whhgVgPhgVgP222221211122式中式中 h hw w-由液體粘性引起的能量損失；由液體粘性引起的能量損失； 1，2-動能修正系數(shù)，一般在紊流時取動能修正系數(shù)，一般在紊流時取1，層流時取，層流時取2。 例：如圖所示為文氏流量計原理圖。已知例：如圖所示為文氏流量計原理圖。已知D1200mm，D2100mm。當有一定流量的水通過流量計時，水銀柱壓力計讀。當有一定流量的水通過流量計時，水銀柱壓力計讀數(shù)數(shù)h

60、45mm水銀柱，水銀柱，Hg/ H2O=13.6。不計能量損失，求通過。不計能量損失，求通過流量計的流量。流量計的流量。解：解： 取取D1處斷面處斷面，D2處斷面處斷面，并以中心線為基準，并以中心線為基準，列出伯努利方程：列出伯努利方程：根據(jù)題設：根據(jù)題設：z1z20； 因為不計壓力損失，所以因為不計壓力損失，所以hw=0，2211 12221222wpvpvzzhggggq動能修正系數(shù)取：動能修正系數(shù)?。?21； 2222211221()222vvppvv則上述方程簡化為：則上述方程簡化為： 由連續(xù)性方程由連續(xù)性方程 1 122AvA v211211222ADvvvAD代入上式后得：代入上式