《液壓與氣壓傳動》精美課件 流體力學(xué)基礎(chǔ)

1、School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動Chapter 1 流體力學(xué)根底 本章主要內(nèi)容： 1.1 工作介質(zhì) 1.2 流體靜力學(xué) 1.3 流體運動學(xué)和流體動力學(xué) 1.4 壓力損失 1.5 孔口流動和縫隙流動 1.6 空穴現(xiàn)象 1.7 液壓沖擊上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PBackSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動了解與液壓及氣動技術(shù)有關(guān)的流體力學(xué)根本內(nèi)容液壓油物理性質(zhì)靜力學(xué)根本方程動力學(xué)三大方程：連續(xù)性方程, 伯努力方程, 動量方程流體經(jīng)過孔口的壓力差, 薄壁小孔的的流量公式目的

2、任務(wù): 重點難點: 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動Part 1.1 工作介質(zhì) 工作介質(zhì)：在傳動及控制中起傳遞能量和信號的作用。 液壓傳開工作介質(zhì)：液壓油液 氣壓傳開工作介質(zhì)：空氣上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底 液壓傳動介質(zhì)1. 物理性質(zhì) 1密度 單位體積液體所具有的質(zhì)量稱為該液體的密度 。即： 1-1式中 液體的密度； V 液體的體積，量綱是m3 m 液體的質(zhì)量 ，量綱是kg上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of M

3、echanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動常用液壓傳開工作介質(zhì)的密度值見表1-2 工作介質(zhì)密度/（kgm3）工作介質(zhì)密度/（kgm3）抗磨液壓液LHM32抗磨液壓液LHM46油包水乳化液LHFB水包油乳化液LHFAE0.81030.88751030.9321030.9977103水乙二醇液壓液LHFC通用磷酸脂液壓液LHFDR飛機用磷酸酯液壓液LHFDR10號航空液壓油1.061031.151031.051030. 85103表1-2 常用液壓傳開工作介質(zhì)的密度20 液壓上，通常認(rèn)為液體的密度不變的 油 900kg/m3上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool

4、of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2可壓縮性 液體受壓而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)稱為可壓縮性。 假設(shè)壓力為p0時液體的體積為V0，當(dāng)壓力增加p，液體的體積減小V，那么液體在單位壓力變化下的體積相對變化量稱為體積壓縮系數(shù)：1-21-3上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P體積壓縮系數(shù)體積模量School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動表1-3所示為各種工作介質(zhì)的體積模量。 石油基液壓油體積模量的可壓縮性是鋼的100150倍鋼的彈性模量為2.1105MPa 。工作介質(zhì)體積模量K/MPa工作介質(zhì)體積模量K/MPa石

5、油基液壓油水包油乳化液油包水乳化液（1.42）1031.951032.3103水乙二醇液壓液磷酸酯液壓液3.451032.65103表1-3 各種工作介質(zhì)的體積模量20，大氣壓 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3粘性 *1粘性： 液體在外力作用下流動(或有流動趨勢)時，分子間內(nèi)聚力的存在使其流動受到牽制從而沿其界面產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，稱為液體的粘性 。圖1-1 液體粘性示意圖 速度快的液層帶動速度慢的；而速度慢的液層對速度快的起阻滯作用 。hydyu0yxO上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mec

6、hanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動實驗測定說明，流動液體相鄰液層間的內(nèi)摩擦力Ff與液層接觸面積A、液層間的速度梯度du/dy成正比， 即：1-4式中，比例系數(shù)稱為粘性系數(shù)或動力粘度 。假設(shè)以 表示液層間的切應(yīng)力，即單位面上的內(nèi)摩擦力，那么上式可表示為： 1-5這就是牛頓液體內(nèi)摩擦定律 。由此可知，在靜止液體中，速度梯度du/dy=0，故其內(nèi)摩擦力為零，因此靜止液體不呈現(xiàn)粘性，液體只在流動時才顯示其粘性。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2粘度粘性大小用粘度來度量。

7、常用的粘度有三種，即動力粘度、運動粘度、相對粘度 。動力粘度 流動液體內(nèi)摩擦定律的粘性系數(shù)。 物理意義：液體在以單位速度梯度流動時，單位面積上的內(nèi)摩擦力。 動力粘度的單位： Pas帕秒 或 Ns/m2牛秒/米2如果動力粘度只與液體種類有關(guān)而與速度梯度無關(guān)，這種液體稱為牛頓液體，否那么為非牛頓液體。石油基液壓油一般為牛頓液體。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動運動粘度 v1-7運動粘度v的單位： m2/s米2/秒。運動粘度v的用途： 用來標(biāo)志液體粘度。單位為mm2/s 國際標(biāo)準(zhǔn)ISO按運動粘度值對油液的粘

8、度等級VG進行劃分，見表1-4 。粘度等級40時粘度平均值40時粘度范圍粘度等級40時粘度平均值40時粘度范圍VG10VG15VG22VG32101522329.0011.013.516. 519.824.228.835.2VG46VG68VG100466810041.450.661.274.890.0110表1-4 常用液壓油運動粘度等級 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動相對粘度 根據(jù)特定測量條件,用粘度計測量出來的，又稱條件粘度。 測量條件不同，采用的相對粘度單位也不同。如恩氏粘度E歐洲一些國家、通

9、用塞氏秒SUS美國、英國、商用雷氏秒R1S英、美等國和巴氏度B法國等 。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO已規(guī)定統(tǒng)一采用運動粘度來表示油的粘度。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3影響的粘度因素： 溫度升高，粘度下降。 壓力升高，粘度增加。 液體的粘溫特性常用粘度指數(shù)VI來度量。粘度指數(shù)高，說明粘度隨溫度變化小，其粘溫特性好 。一般要求工作介質(zhì)的粘度指數(shù)應(yīng)在90以上，優(yōu)異在100以上。當(dāng)液壓系統(tǒng)的工作溫度范圍較大時，應(yīng)選用粘度指數(shù)高的介質(zhì)。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engin

10、eering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動幾種典型工作介質(zhì)的粘度指數(shù)列于表1-5 。介質(zhì)種類粘度指數(shù)VI介質(zhì)種類粘度指數(shù)VI石油基液壓油LHM石油基液壓油LHR石油基液壓油LHG9516090油包水乳化液LHFB水乙二醇液LHFC磷酸酯液LHFDR13017014017031170表1-5 典型工作介質(zhì)的粘度指數(shù)VI上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 液壓傳動介質(zhì)2. 根本要求與種類 液壓油液的功能如下 ：1傳動 把由液壓泵所賦予的能量傳遞給執(zhí)行元件；2潤滑 潤滑液壓泵、液壓閥、液壓執(zhí)行元件等運動件

11、；3冷卻 吸收并帶出液壓裝置所產(chǎn)生的熱量 ；4去污 帶走工作中產(chǎn)生的磨粒和來自外界的污染物 ；5防銹 防止液壓元件所用各種金屬的銹蝕 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動對工作介質(zhì)的要求是： 1可壓縮性 可壓縮性盡可能小，響應(yīng)性好；2粘性 溫度及壓力對粘度影響小，具有適當(dāng)?shù)恼扯龋硿靥匦院茫?潤滑性 通用性對液壓元件滑動部位充分潤滑 ；4安定性 不因熱、氧化或水解而變質(zhì)，剪切穩(wěn)定性好，使用壽命長；5防銹和抗腐蝕性 對鐵及非鐵金屬的銹蝕性小 ；6抗泡沫性 介質(zhì)中的氣泡容易逸出并消除 ；等等上海電機學(xué)院機械學(xué)

12、院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動工作介質(zhì)類 別組成與特性代 號石油基液壓液無添加劑的石油基液壓液機械油HH+抗氧化劑、防銹劑普通液壓油HL+抗磨劑HL+增粘劑HM+增粘劑HM+防爬劑無特定難燃性的合成液（特殊性能）LHHLHLLHMLHRLHVLHGLHS難燃液壓液含水液壓液高含水液壓液水包油乳化液水的化學(xué)溶液含水大于80%（休積分?jǐn)?shù)）LHFALHFAELHFAS油包水乳化液含水小于80%（體積分?jǐn)?shù)）LHFB含聚合物水溶液/水乙二醇液LHFC合成液壓液磷酸酯無水合成液LHFDLHFDR氯化烴無水合成液LHFDSHFDR和

13、HFDS液混合的無水合成液LHFDT其他成分的無水合成液LHFDU表1-1 液壓傳開工作介質(zhì)的種類 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動目前90%以上的液壓設(shè)備采用石油基液壓油液。 基油為精制的石油潤滑油餾分各種添加劑為了軍事目的，近年來在某些艦船液壓系統(tǒng)中，也有以海水或淡水為工作介質(zhì)的。而且正在逐漸向水下作業(yè)、河道工程、海洋開發(fā)等領(lǐng)域延伸。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P液壓傳動介質(zhì)品種代號： LH * * * ? 如：LHL 40 L- 潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品 H-液壓油液 數(shù)字，表示液體運動粘度石油產(chǎn)品總分類號

14、School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 工作介質(zhì)的選用和維護正確而合理地選用和維護工作介質(zhì)對于液壓系統(tǒng)到達設(shè)計要求、保障工作能力、滿足環(huán)境條件、延長使用壽命、提高運行可靠性、防止事故發(fā)生等方面都有重要影響 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動1. 工作介質(zhì)的選擇 工作介質(zhì)的選擇包含兩個方面： 品種和粘度。選擇工作介質(zhì)時要考慮的因素如表1-6所示 ?？紤]方面內(nèi) 容系統(tǒng)工作環(huán)境是否阻燃（閃點、燃點） 抑制嗓聲的能力（空氣溶解度、消泡性）廢液再生處理及

15、環(huán)保要求系統(tǒng)工作條件壓力范圍（潤滑性、承載能力）溫度范圍（粘度、粘溫特性、剪切損失、熱穩(wěn)定性、揮發(fā)度、低溫流動性）轉(zhuǎn)速（氣蝕、對支承面浸潤能力）工作介質(zhì)的品質(zhì)物理化學(xué)指標(biāo) 對金屬和密封件等的相容性 過濾性能、吸氣情況、去垢能力銹蝕性 抗氧化穩(wěn)定性 剪切穩(wěn)定性經(jīng)濟性價格及使用壽命 貨源情況 維護、更換的難易程度表1-6 選擇工作介質(zhì)時考慮的因素 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動工作介質(zhì)的選擇通常要經(jīng)歷下述四個根本步驟： 1列出液壓系統(tǒng)對工作介質(zhì)以下性能變化范圍的要求：粘度、密度、體積模量、飽和蒸氣壓、空氣

16、溶解度、溫度界限、壓力界限、阻燃性、潤滑性、相容性、污染性等；2查閱產(chǎn)品說明書，選出符合或根本符合上述各項要求的工作介質(zhì)品種 ；3進行綜合權(quán)衡，調(diào)整各方面的要求和參數(shù)；4與供貨廠商聯(lián)系，最終決定所采用的適宜工作介質(zhì)。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動一般根據(jù)液壓泵的要求來確定介質(zhì)的粘度。表1-8見教材P15給出了各種液壓泵用油的粘度范圍及推薦牌號 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P上節(jié)小結(jié)School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2. 工作介質(zhì)的使用和維

17、護 工作介質(zhì)的維護關(guān)鍵是控制污染。 實踐證明，工作介質(zhì)被污染是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，它嚴(yán)重影響著液壓系統(tǒng)的可靠性及元件的壽命 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動1污染物種類及其危害 液壓系統(tǒng)中的污染物，是指混入工作介質(zhì)中的各種雜物，如固體顆粒、水、空氣、化學(xué)物質(zhì)、微生物和污染能量等。固體顆粒會加速元件磨損，堵塞縫隙及過濾器，使液壓泵和閥性能下降，產(chǎn)生噪聲；水侵入液壓油會加速油液的氧化，并與添加劑起作用產(chǎn)生粘性膠質(zhì)，使濾心堵塞 ；空氣的混入會降低工作介質(zhì)的體積模量，引起氣蝕，降低潤滑性 ；溶劑、外表活性

18、化合物等化學(xué)物質(zhì)使金屬腐蝕 ；微生物的生成使工作介質(zhì)變質(zhì)，降低潤滑性能，加速元件腐蝕，對高水基液壓液的危險更大。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2污染原因外界侵入的污染物工作過程中產(chǎn)生的污染物工作介質(zhì)運輸過程中帶來的污染物液壓裝置組裝時殘留下來的污染物從周圍環(huán)境混入的污染物液壓裝置中相對運動件磨損時產(chǎn)的污染物工作介質(zhì)物理化學(xué)性能變化時產(chǎn)生的污染物表1-9 工作介質(zhì)中的污染物上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3污染度

19、等級 用污染度表示。 工作介質(zhì)的污染度是指單位體積工作介質(zhì)中固體顆粒污染物的含量，即工作介質(zhì)中所含固體顆粒的濃度。 污染度的等級標(biāo)準(zhǔn) 教材上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動常用的控制工作介質(zhì)污染的措施有 ：嚴(yán)格清洗元件和系統(tǒng)。 防止污染物從外界侵入。采用高性能的過濾器?？刂乒ぷ鹘橘|(zhì)的溫度。保持系統(tǒng)所有部位良好的密封性。定期檢查和更換工作介質(zhì)并形成制度。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 氣壓傳動介質(zhì) 空氣1. 空氣的

20、組成 自然界的空氣是由假設(shè)干種氣體混合組成的，其主要成分是氮N2和氧O2，其他氣體所占比例很小。此外，空氣中常含有一定量的水蒸氣。含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動不含有水蒸氣的空氣稱為干空氣。基準(zhǔn)狀態(tài)下即溫度t=0、壓力p=0.1013MPa，干空氣的組成如表1-13所示。 成分氮（N2）氧（O2）氬（Ar）二氧化碳（CO2）其他氣體體積分?jǐn)?shù)（%）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）78037550209523.100.9321.280.030.0450.0780.075表1-13 干空氣的組成上

21、海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動壓縮性和膨脹性 氣體體積隨壓力增大而減小的性質(zhì)稱為壓縮性；而氣體體積隨溫度升高而增大的性質(zhì)稱為膨脹性。氣體的壓縮性和膨脹性都遠大于液體的壓縮性和膨脹性，故研究氣壓傳動時，應(yīng)予考慮。氣體體積隨壓力和溫度的變化規(guī)律服從氣體狀態(tài)方程。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3. 空氣的質(zhì)量等級 隨著科學(xué)技術(shù)的開展，氣動元件日趨小型化、低功率化，其結(jié)構(gòu)越來越精密；同時應(yīng)用氣動系統(tǒng)較多的醫(yī)藥、食品和微

22、電子等行業(yè)對作業(yè)環(huán)境和污染控制都有嚴(yán)格的要求。這些都對氣動系統(tǒng)的工作介質(zhì)空氣的凈化質(zhì)量提出了越來越高的要求。為此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了壓縮空氣的質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)ISO8573.1，見表 1-16。等級最大粒子露點溫度/最大含油量/（mg/m3）尺寸/m濃度/（mg/m3）1234560.11515400.115810704020+3+7+100.010.11.0525表1-16 空氣質(zhì)量等級上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PBackSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動Part 1.2 流體靜力學(xué)研究靜止液體的平衡規(guī)律及其應(yīng)用。 靜止液體是指液體

23、內(nèi)部質(zhì)點間沒有相對運動。 至于盛裝液體的容器，不管它是靜止的或是運動的，都沒有關(guān)系。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 靜壓力及其特性 靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力。靜壓力在液壓傳動中簡稱壓力，在物理學(xué)中那么稱為壓強 。靜止液體中某點處微小面積A上作用有法向力F，那么該點的壓力定義為： 1-19假設(shè)法向作用力F均勻地作用在面積A上，那么壓力可表示為： 1-20上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動壓力的單位

24、：Pa 帕 1Pa=1N/m2 1MPa=106Pa液體靜壓力有兩個重要特性：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)量點間的內(nèi)聚力很小，不能受拉只能受壓之故 ；2靜止液體內(nèi)任一點所受到的壓力在各個方向上都相等。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 靜壓力根本方程 1. 靜壓力根本方程 *圖1-3 重力作用下的靜止液體微小液柱處于平衡狀態(tài)，其在垂直方向上受力平衡：式中，ghA為小液柱的重力。上式化簡后得： （1-21）上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mecha

25、nical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動方程的意義： 1靜止液體內(nèi)任一點的壓力由兩局部組成：一局部是液面上的壓力p0，另一局部是該點以上液體重力所形成的壓力gh。 當(dāng)液面上只受大氣壓力pa作用時，那么該點的壓力為： 1-222靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律遞增。3同一液體中，離液面深度相等的各點壓力相等等壓面原理 在重力作用下靜止液體中的等壓面是一個水平面。 *上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P3. 壓力的表示方法 根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同，壓力有兩種表示方法：絕對壓力: 以絕對真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力。相對壓力表壓力: 以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫榛鶞?zhǔn)所表示的壓力。 *絕大多數(shù)測壓儀

26、表受大氣壓力作用，指零，壓力表測出的是相對壓力。 *今后，如不特別指明，液壓傳動中所提到的壓力均為相對壓力。 pappappap=0School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動* 如果液體中某點處的絕對壓力小于大氣壓力，小的那局部壓力值，稱為真空度。 真空度=大氣壓力絕對壓力 1-24上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P真空度總為正值School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動例1-2 圖1-6所示為一充滿油液的容器，如作用在活塞上的力為F=1000N，活塞面積A=1103m2，忽略活塞的質(zhì)量。試

27、問活塞下方深度為h=0.5m處的壓力等于多少？解： 由靜壓力根本方程 p=p0+gh活塞和液面接觸處的壓力 p0=F/A=1000/1103N/m2=106 Pa 那么 p=p0+gh=106+9009.80.5 =1.00441061MPa 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 帕斯卡原理靜壓傳遞原理在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值傳遞到液體中所有各點。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P帕斯卡原理是液壓傳動的一個根本原理 。School of Mechanical Engineering第一章 流體力

28、學(xué)根底液壓與氣壓傳動 靜壓力對固體壁面的作用力 靜止液體和固體壁面相接觸時，固體壁面將受到由液體壓力所產(chǎn)生的作用力 。平面固體壁面：1-25曲面固體壁面： 靜壓力作用在曲面某一方向x上的總力Fx等于壓力與曲面在該方向投影面積Ax的乘積 ，即：1-26上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動圖1-7 靜壓力作用在液壓缸內(nèi)壁面上的力設(shè)液壓缸兩端面封閉，缸筒內(nèi)充滿著壓力為p的油液，缸筒半徑為r，長度為l，這時，缸筒內(nèi)壁上各點的靜壓力大小相等，都為p，但并不平行。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mecha

29、nical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動例1-3 某平安閥如圖1-8所示。閥心為圓錐形，閥座孔徑d=10mm，閥心最大直徑D=15mm。當(dāng)油液壓力p1=8MPa時，壓力油克服彈簧力頂開閥心而溢油，出油腔有背壓p2=0.4MPa。試求閥內(nèi)彈簧的預(yù)緊力 。圖1-8 平安閥示意圖解 1壓力p1、p2向上作用在閥心錐面上的投影面積分別為 d2/4和D2-d2/4,故閥心受到的向上的作用力為：2壓力p2向下作用在閥心平面上的面積為 D2/4，那么閥心受到

30、的向下作用力為：上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3閥心受力平衡方程式 式中 Fs彈簧預(yù)緊力。 將F1、F2代入上式得： 整理后有： 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PBackSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動Part 1.3 流體運動學(xué)和流體動力學(xué) 流體運動學(xué)研究流體的運動規(guī)律，流體動力學(xué)研究作用于流體上的力與流體運動之間的關(guān)系。三個根本方程： 質(zhì)量守恒連續(xù)性方程 能量守恒伯努利方程 動量守恒動量定理當(dāng)氣體流速比較低v5m/s時，氣體和液體的這三個

31、根本方程完全相同。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 根本概念 1. 理想液體、恒定流動和一維流動 實際液體：具有粘性，又不可壓縮。理想液體：既無粘性又不可壓縮的假想液體。 研究液體流動時必須考慮粘性的影響。但由于這個問題非常復(fù)雜，所以開始分析時可以假設(shè)液體沒有粘性，然后再考慮粘性的作用并通過實驗驗證等方法對理想化的結(jié)論進行補充或修正。恒定流動：液體流動時，如液體中任何一點的壓力、速度和密度都不隨時間而變化；非恒定流動：反之，只要壓力、速度或密度中有一個參數(shù)隨時間變化。 研究液壓系統(tǒng)靜態(tài)性能時，可以認(rèn)為流

32、體作恒定流動。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動一維流動：當(dāng)液體整個作線形流動時，稱為一維流動；二維或三維流動：當(dāng)作平面或空間流動時，稱為二維或三維流動。 嚴(yán)格意義上的一維流動要求液流截面上各點處的速度矢量完全相同，這種情況在現(xiàn)實中極為少見。通常把封閉容器內(nèi)液體的流動按一維流動處理，再用實驗數(shù)據(jù)來修正其結(jié)果。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2. 流線、流管和流束 流線：表示在同一瞬時流場中各質(zhì)點的運動狀態(tài)的一條條曲

33、線。流線代表了某一瞬時一群流體質(zhì)點的流速方向。 流線上每一質(zhì)點的速度向量與這條曲線相切。 在恒定流動時，流線形狀不隨時間變化。 由于流場中每一質(zhì)點在每一瞬時只能有一個速度，所以流線之間不可能相交，流線也不可能突然轉(zhuǎn)折，它只能是一條光滑的曲線 。圖1-9a流線上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動圖1-9b流管流管：在流場中畫一不屬于流線的任意封閉曲線，沿該封閉曲線上的每一點作流線，由這些流線組成的外表稱為流管。流束：流管內(nèi)的流線群稱為流束。 根據(jù)流線不會相交的性質(zhì)，流管內(nèi)外的流線均不會穿越流管，故流管與真實管

34、道相似。 將流管截面無限縮小趨近于零，為微小流管或微小流束。微小流束截面上各點處的流速可以認(rèn)為是相等的 。平行流動：流線彼此平行的流動稱為平行流動；流線間夾角很小，或流線曲率半徑很大的流動稱為緩變流動。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3. 通流截面、流量和平均流速 通流截面：流束中與所有流線正交的截面稱為通流截面。圖1-9c流束和通流截面流量：單位時間內(nèi)流過某通流截面的液體體積稱為流量，用 q 表示 。1-27式中 q流量，單位 m3/s ； 那么 1L / min=1103 / 60 m3/s V液體

35、的體積； t流過液體體積V所需的時間 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動通流截面上各點的流速是不相等的。 由于實際液體具有粘性，管壁處的流速為零，管道中心處流速最大。 在通流截面A上取一微小流束的截面dA，那么通過dA的微小流量為 ：圖1-10 流量和平均流速對上式進行積分，得到流經(jīng)整個通流截面A的流 量：1-28上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 為方便起見，采用一種假想的平均流速v 來求流量，并認(rèn)為流體以平均流

36、速v流經(jīng)通流截面的流量等于以實際流速流過的流量 ，即：由此得出通流截面上的平均流速為 ：1-29*圖1-10 流量和平均流速上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 連續(xù)方程 流動液體的質(zhì)量守恒定律。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動在流體作恒定流動的流場中任取一流管，其兩端通流截面面積為A1、A2。在流管中取一微小流束，并設(shè)微小流束兩端的截面積為dA1、dA2，液體流經(jīng)這兩個微小截面的流速和密度分別為u1、1和u2、2。

37、 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，單位時間內(nèi)經(jīng)截面dA1流入微小流束的液體質(zhì)量應(yīng)與從截面dA2流出微小流束的流體質(zhì)量相等，即： 圖1-11 連續(xù)方程推導(dǎo)簡圖上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動如忽略液體的可壓縮性，即1=2，那么 ：對上式進行積分，便得經(jīng)過截面A1、A2流入、流出整個流管的流量 根據(jù)式1-28和式1-29，上式可寫成： 或式中 q1、q2分別為流經(jīng)通流截面A1、A2的流量； v1、v2分別為流體在通流截面A1、A2上的平均流速。 1-30*上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical

38、 Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動由于兩通流截面是任意取的，故有：1-31說明: 在恒定流動中，通過流管各截面的流體的流量是相等的。換句話說，液體是以同一個流量在流管中連續(xù)地流動著；而液體的流速那么與流通截面面積成反比 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P流量連續(xù)性方程School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 能量方程 能量方程又常稱伯努利方程，它實際上是流動液體的能量守恒定律。由于流動液體的能量問題比較復(fù)雜，所以在討論時先從理想液體的流動情況著手，然后再展開到實際液體的流動上去 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool

39、 of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動1. 理想液體的運動微分方程 在液流的微小流束上取出一段通流截面積為dA、長度為ds的微元體，如圖1-12所示。在一維流動情況下，對理想液體來說，作用在微元體上的外力有以下兩種 ：圖1-12 理想液體的一維流動1壓力在兩端截面上所產(chǎn)生的作用 力式中 沿流線方向的壓力梯度。 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2作用在微元體上的重力 在恒定流動下這一微元體的慣性力為： 式中 u微元體沿流線的運動速度， u=ds/dt。 圖1

40、-12 理想液體的一維流動上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動根據(jù)牛頓第二定律F=ma有 由于，代入上式，整理后可得： 這就是理想液體沿流線作恒定流動時的運動微分方程。它表示了單位質(zhì)量流體的力平衡方程 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2. 理想流體的能量方程 將式1-32沿流線s從截面1積分到截面2見圖1-12，便可得到微元體流動時的能量關(guān)系式，即： 上式兩邊同除以 g，移項后整理 得圖1-12 理想液體的一維流動

41、1-33上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動由于截面1、2是任意取的，故上式也可寫成 ：式1-33或式1-34就是理想液體微小流束作恒定流動時的能量方程或伯努利方程。它與液體靜壓根本方程式1-23相比多了一項單位重力液體的動能u2/2g常稱速度水頭。 1-34因此，理想液體能量方程的物理意義是：理想液體作恒定流動時具有壓力能、位能和動能三種能量形成，在任一截面上這三種能量形式之間可以相互轉(zhuǎn)換，但三者之和為一定值，即能量守恒 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Enginee

42、ring第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3. 實際液體的能量方程 實際液體流動時還需克服由于粘性所產(chǎn)生的摩擦阻力，故存在能量損耗。設(shè)圖1-12中微元體從截面1流到截面2因粘性而損耗的能量為hw，那么實際液體微小流束作恒定流動時的能量方程為 ： 1-35圖1-12 理想液體的一維流動上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動為了求得實際液體的能量方程，圖1-13示出了一段流管中的液流，兩端的通流截面積各為A1、A2。在此液流中取出一微小流束，兩端的通流截面積各為dA1 和dA2，其相應(yīng)的壓力、流速和高度分別為p1

43、、u1、z1和p2、u2、z2。這一微小注束的能量方程是式1-35。將式1-35的兩端乘以相應(yīng)的微小流量dqdq=u1dA1= u2dA2，然后各自對液流的通流截面積A1和A2進行積分， 得：圖1-13 流管內(nèi)液流能量方程推導(dǎo)簡圖1-36上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動為使式1-36便于實用，首先將圖1-13中截面A1和A2處的流動限于平行流動或緩變流動，這樣，通流截面A1、A2可視為平面，在通流截面上除重力外無其他質(zhì)量力，因而通流截面上各點處的壓力具有與液體靜壓力相同的分布規(guī)律，即p/(g)+z=常

44、數(shù)。 其次，用平均流速v代替通流截面A1或A2上各點處不等流速u，且令單位時間內(nèi)截面A處液流的實際動能和按平均流速計算出的動能之比為動能修正系數(shù) ， 即1-37上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動此外，對液體在流管中流動時因粘性磨擦而產(chǎn)生的能量損耗，也用平均能量損耗的概念來處理，即令 將上述關(guān)系式代入式1-36，整理后可得 1-38式中 1、2分別為截面A1、A2上的動能修正系數(shù) 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動式

45、1-38就是僅受重力作用的實際液體在流管中作平行或緩變流動時的能量方程。它的物理意義是單位重力實際液體的能量守恒。其中hw為重力液體從截面A1流到截面A2過程中的能量損耗 。在應(yīng)用上式時，必須注意p和z應(yīng)為通流截面的同一點上的兩個參數(shù)，為方便起見，通常把這兩個參數(shù)都取在通流截面的軸心處 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動例1-4 推導(dǎo)文丘利流量計的流量公式 圖1-14 文丘利流量計解 圖1-14所示為文丘利流量計原理圖。在文丘利流量計上取兩個通流截面1-1和2-2，它們的面積、平均流速和壓力分別為A1、

46、v1、p1和A2、v2、p2。如不計能量損失，對通過此流量計的液流采用理想流體的能量方程，并取動能修正系數(shù)=1，那么 有：根據(jù)連續(xù)方程，又有： 上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動U形管內(nèi)的壓力平衡方程為： 式中和分別為液體和水銀的密度 。將上述三個方程聯(lián)立求解，那么可得： 1-39即流量可以直接按水銀壓差計的讀數(shù)h換算得到 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動例1-5 計算液壓泵吸油口處的真空度 圖1-15 液壓泵吸

47、油裝置液壓泵吸油裝置如圖1-15所示。設(shè)油箱液面壓力為p1，液壓泵吸油口處的絕對壓力為p2，泵吸油口距油箱液面的高度為h 。解 以油箱液面為基準(zhǔn)，并定為1-1截面，泵的吸油口處為2-2截面。取動能修正系數(shù)1=2=1對1-1和2-2截面建立實際液體的能量方程，那么有 ：上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動圖1-15 液壓泵吸油裝置圖示油箱液面與大氣接觸，故p1為大氣壓力，即p1=pa；v1為油箱液面下降速度，由于v1v2,故v1可近似為零；v2為泵吸油口處液體的流速，它等于流體在吸油管內(nèi)的流速；hw為吸油管路

48、的能量損失。因此，上式可簡化 為：所以液壓泵吸油口處的真空度為： 由此可見，液壓泵吸油口處的真空度由三局部組成：把油液提升到高度h所需的壓力、將靜止液體加速到v2所需的壓力和吸油管路的壓力損失 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 動量方程 -用來來計算液流作用在固體壁面上的力動量方程是動量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。1-40上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P 所研究的控制體積內(nèi)的液體研究對象，液體對固體壁面的作用力，與固體壁面的給液體的作用力，是一對作用力和反作用力。 那么這兩力大小相等，方向相反 。圖1-16

49、 流管內(nèi)液流動量定理推導(dǎo)簡圖1School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動1-44注意：1、動量方程矢量方程式； 2、應(yīng)用時，需要建立坐標(biāo)系，向指定方向投影，列出該方向上的動量方程，然后再進行求解 。如x,y 方向。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&P考慮以平均速度代替瞬時速度帶來的誤差，引入動量修正系數(shù)：稱為動量方程School of Mechanical Engineering第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動例1-6 噴嘴檔板如圖1-17所示。試求射流對擋板的作用力。 解 運用動量方程的關(guān)鍵在于正確選取控制體積。劃出abcdef為控制體積，那么

50、截面ab、cd、ef上均為大氣壓力pa。由動量方程，在水平方向上， 得：所 以射流作用在擋板上的力大小與F相等，方向向右 。上海電機學(xué)院機械學(xué)院H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動Part 1.6 液體在管道中的流動 H&P直管 彎管 管道接頭壓力損失與流動狀態(tài)有關(guān)School of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 流態(tài)與雷諾數(shù) 1. 層流和湍流 雷諾實驗結(jié)果說明： 層流時，液體質(zhì)點互不干擾，液體的流動呈線性或?qū)訝?，且平行于管道軸線； 湍流

51、時，液體質(zhì)點的運動雜亂無章，除了平行于管道軸線的運動外，還存在著劇烈的橫向運動。 層流時，液體流速較低，質(zhì)點受粘性制約，不能隨意運動，粘性力起主導(dǎo)作用； 湍流時，液體流速較高，慣性力起主導(dǎo)作用。H&P液體在管路中有兩種流態(tài)：層流和湍流School of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2. 雷諾數(shù) 液體的流態(tài)可用雷諾數(shù)來判別。實驗證明，液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還和管徑d、液體的運動粘度 有關(guān)。1-78臨界雷諾數(shù)：液流由由湍流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r的雷諾數(shù)記作Recr。流態(tài)判別法那么： 當(dāng)雷諾數(shù) Re Recr 時

52、，為湍流。H&PReRe 無量綱數(shù)。School of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動對于非圓截面的管道來說，雷諾數(shù)Re應(yīng)用下式計算1-79式中，dH為通流截面的水力直徑，它等于4倍通流截面面積A與濕周流體與固體壁面相接觸的周長x之比，即1-80水力直徑的大小對管道的通流能力影響很大。水力直徑大，通流能力大，不容易堵塞。在面積相等但形狀不同的所有通流截面中，圓形的水力直徑最大。H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動幾種常用管道的水力直徑dH和

53、臨界雷諾數(shù)Recr示表117中。表117 幾種常用管道的水力直徑dH和臨界雷諾數(shù)Recr管道截面形狀圖 示水力直徑dH臨界雷諾數(shù)Recr管道截面形狀圖 示水力直徑dH臨界雷諾數(shù)Recr圓D2000同心圓環(huán)21100正方形b2100滑閥閥口2x260長方形1500圓（橡膠）d1600長方形縫 隙1400H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 圓管層流 液體在圓管中的層流流動是液壓傳動中的最常見現(xiàn)象，在設(shè)計和使用液壓系統(tǒng)時，就希望管道中的液流保持這種狀態(tài)。圖1-23 圓管中的層流H&PSchool of Mech

54、anical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動1-81H&P可見管內(nèi)流速隨半徑按拋物線規(guī)律分布。最大流速發(fā)生在軸線上，此處r=0，umax= ； 最小流速在管壁上，此處r=R，umin=0。p = p1 p2School of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動在半徑r處取出一厚dr的微小圓環(huán)面積圖123dA=2rdr，通過此環(huán)形面積的流量為dq=udA=2urdr ，對此式積分得1-82H&P圓管層流的流量計算公式School of Mechanical Engineering上海電機

55、學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動說明：如欲將粘度為的液體在直徑為d、長度為l的直管中以流量q流過，那么其管端必須有 值的壓力降；反之，假設(shè)該管兩端有 壓差 ，那么流過這種液體的流量必等于q根據(jù)通流截面上平均流速的定義，可得1-83將v與umax比較可知，平均流速為最大流速的一半。H&P層流時：動能修正系數(shù)=2 動量修正系數(shù)=4/3。School of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 圓管湍流 液體作湍流流動時，其空間任一點處流體質(zhì)點速度的大小和方向都是隨時間變化的，本質(zhì)上是非恒定流動。為了討論問題方便起見，工程上

56、在處理湍流流動參數(shù)時，引入一個時均流速u的概念，從而把湍流當(dāng)作恒定流動來看待。湍流時流速變化情況如圖124所示。如果在某一時間間隔T時均周期內(nèi)，以某一平均流速u流經(jīng)任一微小截面dA的液體量等于同一時間內(nèi)以真實的流速u流經(jīng)同一截面的液體量，圖1-24 湍流時的流速那么湍流的時均流速便是1-84H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動湍流流動時通流截面上的流速分布圖形： 由圖可見，湍流中的流速分布是比較均勻的。其最大流速umax(11.3)v，動能修正系數(shù)、動量修正系數(shù)近似地取為1。圖1-25 湍流時圓管中的流速分

57、布靠近管壁處有極薄一層慣性力缺乏以克服粘性力的液體在作層流流動，稱為層流邊界層。H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動 壓力損失 實際液體是有粘性的，流動時表現(xiàn)為壓力損失。設(shè)計時，應(yīng)盡量減小壓力損失。液體在流動時產(chǎn)生的壓力損失分兩種：沿程壓力損失和局部壓力損失。沿程壓力損失：液體在等徑直管內(nèi)流動時因摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。局部壓力損失：液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、閥口以及截面突然變化處時，因流速或流向發(fā)生急劇變化而在局部區(qū)域產(chǎn)生的壓力損失。H&PA 圓管層流時School of Mechanical Engine

58、ering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動1. 沿程壓力損失 1-86將 代入上式并整理后得1-87H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動B、直管湍流流動時，沿程壓力損失的計算公式與層流時相同，式中 液體的密度； 沿程阻力系數(shù)，液體在金屬管道中實際流動時宜取 ，在橡膠軟管中流動時則取H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動不過式中的沿程阻力系數(shù)有所不同，查手冊。 當(dāng)Re較小時，水力光滑管區(qū)。 這時的僅和R

59、e有關(guān)，和外表粗糙度無關(guān)，即=f(Re)。 當(dāng)Re增大時，水力粗糙管區(qū)。 這時的 與Re以及管壁的相對外表粗糙度/d為管壁的絕對外表粗糙度，d為管子內(nèi)徑有關(guān)，即=f(Re，/d)。 當(dāng)Re再進一步增大時，阻力平方區(qū)。 將僅與相對外表粗糙度 /d有關(guān)，即=f(/d)H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動圓管的沿程阻力系數(shù)的計算公式列于表118中。表1-18 圓管的沿程阻力系數(shù)的計算公式流動區(qū)域雷諾數(shù)范圍計算公式層流Re2320湍流水力光滑管3000Re105=0.3164Re-0.25105Re108=0.30

60、8(0.842-lgRe) -2水力粗糙管阻力平方區(qū)=；=H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動2. 局部壓力損失 局部壓力損失p與液流的動能直接有關(guān)，一般可按下式計算1-88式中 液體的密度； v液體的平均流速； 局部阻力系數(shù)。的值一般都必須 通過實驗來確定。的具體數(shù)值可從有關(guān)手冊查到。 H&PSchool of Mechanical Engineering上海電機學(xué)院機械學(xué)院第一章 流體力學(xué)根底液壓與氣壓傳動3. 液壓系統(tǒng)管路的總壓力損失 液壓系統(tǒng)的管路一般由假設(shè)干段管道和一些閥、過濾器、管接頭、彎頭等組