第一節(jié)流體傳動(dòng)介質(zhì)的特性

第一節(jié)流體傳動(dòng)介質(zhì)的特性第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四1.1流體傳動(dòng)介質(zhì)的特性

液壓油的主要物理性質(zhì)

液壓油的選擇

空氣的主要物理性質(zhì)

氣體狀態(tài)方程

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)空氣的要求

第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四1.1.1液壓油的主要物理性質(zhì)密度ρ：?jiǎn)挝惑w積液體的質(zhì)量

式中m：液體的質(zhì)量(kg)；

V：液體的體積（m3）；

ρ=900kg/m3

第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四1.1.1液壓油的主要物理性質(zhì)可壓縮性：液體受壓力作用而發(fā)生體積變化的性質(zhì)?？捎皿w積壓縮系數(shù)κ或體積彈性模量K表示體積壓縮系數(shù)κ：?jiǎn)挝粔毫ψ兓鸬捏w積相對(duì)變化量，（m2/N）

式中V：液體加壓前的體積（m3）；△V：加壓后液體體積變化量（m3）；△p：液體壓力變化量（N/m2）；體積彈性模量K（N/m2）：液體體積壓縮系數(shù)κ的倒數(shù)

計(jì)算時(shí)常取K=7×108N/m2

第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四粘度液體的粘性：

液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的特性

靜止液體則不顯示粘性

液體的粘度：

液體粘性的大小可用粘度來衡量。

粘度是液體的根本特性，也是選擇液壓油的最重要指標(biāo)常用的粘度有三種不同單位：即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四動(dòng)力粘度（絕對(duì)粘度）μ

牛頓內(nèi)摩擦定律式中μ:稱為動(dòng)力粘度系數(shù)（Pa·s）

τ:單位面積上的摩擦力（即剪切應(yīng)力）

:速度梯度，即液層間速度對(duì)液層距離的變化率物理意義：當(dāng)速度梯度為1時(shí)接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力

法定計(jì)量單位：帕·秒（Pa·s）圖1-4液體粘性示意圖第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四運(yùn)動(dòng)粘度ν

定義：動(dòng)力粘度μ與密度ρ之比

法定計(jì)量單位：m2/s

由于ν的單位中只有運(yùn)動(dòng)學(xué)要素，故稱為運(yùn)動(dòng)粘度。液壓油的粘度等級(jí)就是以其40oC時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度的某一平均值來表示，如L-HM32液壓油的粘度等級(jí)為32，則40oC時(shí)其運(yùn)動(dòng)粘度的平均值為32mm2/s第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四相對(duì)粘度（恩式粘度oΕ）

恩氏粘度：它表示200mL被測(cè)液體在toC時(shí)，通過恩氏粘度計(jì)小孔（ф=2.8mm）流出所需的時(shí)間t1，與同體積20oC的蒸餾水通過同樣小孔流出所需時(shí)間t2之比值工業(yè)上常用20oC、50oC和100oC作為測(cè)定恩式粘度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，分別以oΕ20、oΕ50、oΕ100表示恩式粘度與運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s）的換算關(guān)系：

第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四粘溫特性

定義：粘度隨溫度變化的特性

圖1-5幾種國產(chǎn)油液粘溫圖第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四1.1.2液壓油的選擇液壓油的要求

液壓油的選擇：工作壓力的高低環(huán)境溫度工作部件運(yùn)動(dòng)速度的高低第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四1.1.3空氣的主要物理性質(zhì)空氣的性質(zhì)

空氣的組成:表1—14

空氣的基本性質(zhì)

濕空氣:

含有水蒸氣的空氣第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四空氣的基本性質(zhì)密度和質(zhì)量體積密度ρ:單位體積內(nèi)的空氣質(zhì)量

式中m:空氣的質(zhì)量(kg)；V:空氣的體積（m3）質(zhì)量體積（比容）υ:單位質(zhì)量空氣的體積

υ=1/ρ

單位:m3/kg

第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四空氣的基本性質(zhì)壓縮性:一定質(zhì)量的氣體，由于壓力改變而導(dǎo)致氣體容積發(fā)生變化的現(xiàn)象粘性:氣體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四濕空氣絕對(duì)濕度χ:每立方米濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量

式中ms:濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量(kg)；

V:濕空氣的體積（m3）飽和絕對(duì)濕度:濕空氣中水蒸氣的分壓力達(dá)到該濕度下蒸氣的飽和壓力時(shí)的絕對(duì)濕度

式中Pb:飽和空氣中水蒸氣的分壓力（N/m2）；

Rs:水蒸氣的氣體常數(shù)，Rs=461（N·m/kg·K）；

T:熱力學(xué)溫度（K）,T=273.1+t(C)第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四濕空氣相對(duì)濕度φ:在相同溫度和相同壓力下，絕對(duì)濕度與飽和絕對(duì)濕度之比式中χ:絕對(duì)濕度；

χb:飽和絕對(duì)濕度；

ps:水蒸氣的分壓力（N/m2）；

pb:飽和水蒸氣的分壓力（N/m2）；

相對(duì)濕度表示了濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度，也稱飽和度。它同時(shí)說明了濕空氣吸收水蒸氣能力的大小第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四濕空氣含濕量d:每千克質(zhì)量的干空氣中所含有的水蒸氣的質(zhì)量式中ms:水蒸氣的質(zhì)量(kg)；

mg:干空氣的質(zhì)量(kg)；

ρs:水蒸氣的密度(kg/m3)；

ρg:干空氣的密度(kg/m3)；

第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四1.1.4氣體狀態(tài)方程理想氣體(不計(jì)粘性的氣體)狀態(tài)方程在平衡狀態(tài)下，氣體的三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)：壓力、溫度和質(zhì)量體積（比容）之間的關(guān)系為:

p=RT

或pV=mRT

式中p:絕對(duì)壓力（Pa）；:質(zhì)量體積（比容）（m3/kg）；

R:氣體常數(shù)，對(duì)干空氣，R=287.1（N·m/kg·K）；水蒸氣，R=461（N·m/kg·K）；

T:熱力學(xué)溫度（K）；m:質(zhì)量（kg）；V:體積（m3）

對(duì)定量氣體，狀態(tài)方程可寫成:

第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四理想氣體狀態(tài)變化過程等容過程:一定質(zhì)量的氣體，在狀態(tài)變化過程中，若體積保持不變

上式表明，當(dāng)體積不變時(shí)，壓力的變化與溫度的變化成正比，當(dāng)壓力上升時(shí)，氣體的溫度隨之上升

第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四理想氣體狀態(tài)變化過程等壓過程:一定質(zhì)量的氣體，在狀態(tài)變化過程中，若壓力保持不變上式表明，當(dāng)壓力不變時(shí)，溫度上升，氣體體積增大（氣體膨脹）；當(dāng)溫度下降時(shí)，氣體體積減?。怏w被壓縮）第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四理想氣體狀態(tài)變化過程等溫過程:一定質(zhì)量的氣體，在狀態(tài)變化過程中，若溫度保持不變

上式表明，當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體壓力上升，氣體體積被壓縮；壓力下降時(shí)，氣體體積膨脹第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四理想氣體狀態(tài)變化過程絕熱過程:一定質(zhì)量的氣體，在狀態(tài)變化過程中，若與外界完全無熱量交換

式中:等熵指數(shù)，對(duì)干空氣=1.4，對(duì)飽和水蒸氣=1.3

在絕熱過程中，氣體狀態(tài)變化與外界無熱量交換，系統(tǒng)依靠本身內(nèi)能的消耗對(duì)外作功第二十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四理想氣體狀態(tài)變化過程多變過程:一定質(zhì)量的氣體，若其基本狀態(tài)參數(shù)都在變化（即沒有任何條件限制）

式中n為多變指數(shù)，在一定的多變過程中，n保持不變；對(duì)于不同的多變過程，n有不同的值。

當(dāng)n=0時(shí)，pv0=p=常數(shù)，為等壓過程；當(dāng)n=1時(shí)，pv=常數(shù)，為等溫過程；