第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)

第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)第1頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目錄

2.1液壓油的主要物理性質(zhì)及選用

2.1.1液體的粘性

2.1.2液體的可壓縮性

2.1.3液壓油的要求2.2液體靜力學(xué)

2.2.1液體靜壓力及其特性

2.2.2液體靜力學(xué)基本方程

2.2.3液體靜壓力的傳遞2.2.4壓力的表示方法2.3液體動(dòng)力學(xué)

2.3.1液體動(dòng)力學(xué)基本概念

2.3.2流動(dòng)液體的基本定律2.4液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失

2.4.1沿程壓力損失

2.4.2局部壓損失2.4.3管路系統(tǒng)的總壓力損失2.5液體流經(jīng)小孔及間隙的流量2.5.1液體流經(jīng)小孔的流量

2.5.2液體流經(jīng)間隙的流量2.6液壓沖擊與空穴現(xiàn)象

2.6.1液壓沖擊

2.6.2空穴現(xiàn)象第2頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)

液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，液體是液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)。因此，了解液體的物理、化學(xué)性質(zhì)，研究液體的靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)規(guī)律，對(duì)正確理解液壓傳動(dòng)的基本原理是十分重要的，也是今后學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)本章介紹有關(guān)液壓傳動(dòng)的流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，包括液體靜力學(xué)方程、連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程的應(yīng)用，壓力損失、小孔流量的計(jì)算以及壓力沖擊現(xiàn)象等。第3頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1液壓油的主要物理性質(zhì)及選用2.1.1液體的粘性1.液體粘性的意義

液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，分子間的內(nèi)聚力會(huì)阻止分子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，這種特性叫做液體的粘性。液體只有在流動(dòng)時(shí)才會(huì)呈現(xiàn)出粘性，靜止液體是不呈現(xiàn)粘性的。粘性的大小可以用粘度表示。第4頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.液體的粘度常用的粘度有動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度三種。(1)動(dòng)力粘度如圖2-1所示，若兩平行平板之間充滿液體，上平板以速度向右運(yùn)動(dòng)，下平板固定不動(dòng)。附著在上平板的液體在其吸附力作用下，跟隨上平板以速度向右運(yùn)動(dòng)。附著在下平板的液體在吸附力作用下則保持靜止，中間液體的速度由上至下逐漸減小。當(dāng)兩平行平板距離較小時(shí)，速度近似按線性規(guī)律分布。第5頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-1液體粘性示意圖

由實(shí)驗(yàn)得出，液層間的內(nèi)摩擦力F與液層間的接觸面積A、液層間相對(duì)速度成正比，而與液層間的距離成反比。即

(2-1)

若用單位面積上的內(nèi)摩擦力，即切應(yīng)力來(lái)表示液體粘性，則上式可改寫成

(2-2)

式中：為動(dòng)力粘度；/為速度梯度，或稱剪切率。由上式可得動(dòng)力粘度的表達(dá)式:(2-3)由此可知?jiǎng)恿φ扯鹊奈锢硪饬x：當(dāng)速度梯度等于1時(shí)，接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力即為動(dòng)力粘度。動(dòng)力粘度的法定計(jì)量單位為Pa·s和MPa·s。(2-3)第6頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)運(yùn)動(dòng)粘度動(dòng)力粘度與該液體密度的比值稱為運(yùn)動(dòng)粘度，即(2-4)運(yùn)動(dòng)粘度沒(méi)有明確的物理意義，但它卻是工程實(shí)際中經(jīng)常用到的物理量，因?yàn)槠鋯挝恢挥虚L(zhǎng)度和時(shí)間量綱，類似于運(yùn)動(dòng)學(xué)的量，故稱為運(yùn)動(dòng)粘度。運(yùn)動(dòng)粘度的法定計(jì)量單位為m2/s和mm2/s。液壓油(液)的粘度等級(jí)就是以其40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度的某一中心值來(lái)表示，如L-HM32液壓油的粘度等級(jí)為32，則40℃時(shí)其運(yùn)動(dòng)粘度的中心值為32mm2/s。(3)相對(duì)粘度它是用特定粘度計(jì)在規(guī)定條件下測(cè)出的粘度。各國(guó)采用的相對(duì)粘度單位有所不同。有的用賽氏粘度，有的用雷氏粘度，我國(guó)采用恩氏粘度。第7頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于測(cè)量條件不同，相對(duì)粘度也不同。恩氏粘度用恩氏粘度計(jì)測(cè)定，即將2O0cm3的被測(cè)液體裝入底部有2.8mm小孔的恩氏粘度計(jì)容器內(nèi)，在某一特定溫度下測(cè)定該液體在自重作用下流盡所需時(shí)間，與2O℃的2O0cm3蒸餾水在同一粘度計(jì)中流盡所需時(shí)間之比值，便是該液體在這一特定溫度時(shí)的恩氏粘度。即

(2-5)恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度可用經(jīng)驗(yàn)公式換算,也可從有關(guān)圖表直接查出。3.粘度與壓力、溫度的關(guān)系在一般液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內(nèi)，液壓油(液)的粘度受壓力變化的影響甚微，可以忽略不計(jì)；但當(dāng)液體所受的壓力加大時(shí)，分子之間的距離縮小，內(nèi)聚力增大，其粘度也隨之增大。液壓油(液)的粘度對(duì)溫度變化十分敏感，溫度升高，粘度將降低。

第8頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.2液體的可壓縮性液體體積隨著壓力變化而改變。液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。壓縮性大小用壓縮系數(shù)表示。即(2-6)

式中，為壓力變化值；為在作用下液體體積變化值；為液體壓縮前的體積；負(fù)號(hào)表示壓力增加時(shí)，液體體積減小。液壓油(液)的可壓縮性很小，所以一般可忽略不計(jì)。但在某些情況下，如研究液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性以及遠(yuǎn)距離操縱的液壓機(jī)構(gòu)時(shí)，就需要考慮液壓油(液)可壓縮性的影響。

第9頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3液壓油的要求

液壓油是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，是用來(lái)傳遞能量的工作介質(zhì)。除了傳遞能量外，它還起著潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件和保護(hù)金屬不被銹蝕的作用。液壓油的質(zhì)量及其各種性能將直接影響液壓系統(tǒng)的工作。液壓系統(tǒng)使用油液的要求主要有下面幾點(diǎn)：（1）適宜的粘度和良好的粘溫性能。一般液壓系統(tǒng)所用的液壓油其運(yùn)動(dòng)粘度范圍為：（13～68）×10-6m2/s(40°C)，一般液壓系統(tǒng)要求粘度指數(shù)VI在90以上；（2）良好的潤(rùn)滑性能，以減小液壓元件中相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的磨損。為了改善液壓油的潤(rùn)滑性能，可加入添加劑以增加其潤(rùn)滑性能；（3）良好的化學(xué)穩(wěn)定性，即對(duì)熱、氧化、水解、相容都具有良好的穩(wěn)定性；（4）良好的防銹性和防腐性；（5）比熱、熱傳導(dǎo)率大，熱膨脹系數(shù)小；（6）良好的泡沫性和抗乳化性；（7）油液純凈，含雜質(zhì)量少；（8）傾點(diǎn)和凝點(diǎn)低，閃點(diǎn)(明火能使油面上油蒸氣內(nèi)燃，但油本身不燃燒的溫度)和燃點(diǎn)高；（9）對(duì)人體無(wú)害，成本低。第10頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2液體靜力學(xué)

液體靜力學(xué)所研究的問(wèn)題是液體處于相對(duì)平衡狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用。所謂相對(duì)平衡是指液體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體本身完全可以與容器一起如同剛體一樣做各種運(yùn)動(dòng)。因此，液體在相對(duì)平衡狀態(tài)下沒(méi)有粘性，不存在切應(yīng)力，只存在法向的壓應(yīng)力，即靜壓力。本節(jié)主要討論液體的平衡規(guī)律和壓強(qiáng)分布規(guī)律以及液體對(duì)物體壁面的作用力。

第11頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1液體靜壓力及其特性作用在液體上的力有兩種類型，一種是質(zhì)量力，另一種是表面力。質(zhì)量力作用在液體所有質(zhì)點(diǎn)上，它的大小與質(zhì)量成正比，如重力、慣性力等。單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力稱為單位質(zhì)量力，它在數(shù)值上等于重力加速度。表面力作用在液體的表面上，如法向力、切向力。表面力可以是其他物體（例如活塞、大氣層）作用在液體上的力，也可以是一部分液體作用在另一部分液體上的力。對(duì)于液體整體來(lái)說(shuō)，其他物體作用在液體上的力屬于外力，而液體間的作用力屬于內(nèi)力。單位面積上作用的表面力稱為應(yīng)力，它可分為法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。液體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不存在內(nèi)摩擦力，即不呈現(xiàn)粘性。因此，靜正液體的表面力只有法向力。液體內(nèi)共點(diǎn)處單位面積上所受到的法向力叫做該點(diǎn)處的靜壓力，即在面積作用有法向力時(shí)，該點(diǎn)處的壓力可定義為

若法向力均勻地作用在面積上，則壓力表示為(2-3)

第12頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在重力場(chǎng)中討論靜止液體內(nèi)的壓力分布規(guī)律具有普遍意義。如圖2-2所示，在—密閉容器內(nèi)，靜止液體所受的力有液體的重力、液面上的外加力以及容器壁面作用于液體表面上的反壓力。若求在液面下深h處A點(diǎn)的壓力p可以從液體內(nèi)部取出一個(gè)底面包含A點(diǎn)的豎直小液柱，其上頂與液面重合。設(shè)小液柱底面積為，高為h，液體的密度為，則這個(gè)小液柱在重力及周圍液體的壓力作用下，處于平衡狀態(tài)，其平衡式為：

即

(2-4)2.2.2液體靜力學(xué)基本方程圖2-2靜止液體內(nèi)壓力分布規(guī)律第13頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由靜力學(xué)基本方程可知，靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力都包含了液面上的壓力。這說(shuō)明在密封容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力，能等值地傳遞到液體中的各點(diǎn)，這就是靜壓傳遞原理(又稱帕斯卡原理)。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常由外力產(chǎn)生的壓力要比液體自重形成的壓力大得多，為此可將式(2-4)中的項(xiàng)略去，認(rèn)為靜止液體中的壓力處處相等。圖2-3所示為應(yīng)用帕斯卡原理的液壓千斤頂工作原理圖。在兩個(gè)相互連通的液壓缸密封腔中充滿油液，小活塞和大活塞的面積分別為A1和A2，在大活塞上放一重物W，小活塞上施加一平衡重力W的力F時(shí)，則小液壓缸中液體的壓力為F/A1，大液壓缸中液體的壓力為W/A2。因兩缸互通而構(gòu)成一個(gè)密封容器，根據(jù)帕斯卡原理則有，相應(yīng)有

(2-5)2.2.3液體靜壓力的傳遞圖2-2靜止液體內(nèi)壓力分布規(guī)律第14頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-3所示為應(yīng)用帕斯卡原理的液壓千斤頂工作原理圖。在兩個(gè)相互連通的液壓缸密封腔中充滿油液，小活塞和大活塞的面積分別為A1和A2，在大活塞上放一重物W，小活塞上施加一平衡重力W的力F時(shí)，則小液壓缸中液體的壓力為F/A1，大液壓缸中液體的壓力為W/A2。因兩缸互通而構(gòu)成一個(gè)密封容器，根據(jù)帕斯卡原理則有，相應(yīng)有(2-5)

圖2-3帕斯卡原理應(yīng)用由式(2-5)可知，如果大活塞上沒(méi)有負(fù)載，即W=0，當(dāng)略去活塞重力及其它阻力時(shí)，F(xiàn)也為零，因此無(wú)論怎樣也對(duì)小活塞施加不上作用力，也就不可能在液體中形成壓力。由此得出一個(gè)重要概念：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力取決于負(fù)載，而與流入的液體多少無(wú)關(guān)。第15頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.4壓力的表示方法絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度間的關(guān)系如圖2-4所示。在圖中，以大氣壓力為基準(zhǔn)計(jì)算壓力時(shí)，基準(zhǔn)以上的正值是表壓力，基準(zhǔn)以下的負(fù)值就是真空度。

圖2-4絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度第16頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液體和固體壁面相接觸時(shí)，固體壁面將受到液體壓力的作用。液體在受外界壓力作用的情況下，由于液體自重所形成的那部分壓力相對(duì)非常小，在分析液壓系統(tǒng)的壓力時(shí)?？珊雎圆挥?jì)，因而可以近似地認(rèn)為整個(gè)液體內(nèi)部的壓力是相等的。當(dāng)固體壁面為平面時(shí)，液體對(duì)該平面的作用力F等于液體壓力與該平面面積A的乘積(作用力方向與平面垂直)，即(2-6)當(dāng)固體壁面為一曲面時(shí)，液體在某一方向()上對(duì)曲面的作用力等于液體壓力與曲面在該方向()投影面積的乘積，即(2-7)

如圖2-5所示錐閥，與錐面接觸的液體壓力為，錐面與閥口接觸處的直徑為，液體在軸線方向?qū)﹀F面的作用力就等于液體壓力與受壓錐面在軸線方向投影面積的乘積，即。圖2-5液體對(duì)錐面的作用力第17頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3液體動(dòng)力學(xué)

液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)是主要研究液體流動(dòng)時(shí)流速和壓力之間的變化規(guī)律。其中，流動(dòng)液體的連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程就是描述流動(dòng)液體力學(xué)規(guī)律的三個(gè)基本方程。這些內(nèi)容不僅構(gòu)成了液體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，而且還是液壓技術(shù)中分析問(wèn)題和設(shè)計(jì)計(jì)算的理論依據(jù)。第18頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.1液體動(dòng)力學(xué)基本概念1．理想液體和恒定流動(dòng)由于液體具有粘性和可壓縮性，因而在研究流動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)非常困難。液體粘性只有在液體運(yùn)動(dòng)時(shí)才體現(xiàn)出來(lái)，因此在研究流動(dòng)液體時(shí)必須考慮粘性的影響。液體的粘性問(wèn)題非常復(fù)雜，為了分析和計(jì)算問(wèn)題的方便，可先假設(shè)液體沒(méi)有粘性，然后再考慮粘性影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方法對(duì)已得出的結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充或修正。對(duì)于液體的可壓縮問(wèn)題，也可采用同樣的方法來(lái)處理。

（1）理想液體

在研究流動(dòng)液體時(shí)，將假設(shè)的既無(wú)粘性又無(wú)可壓縮性的液體稱為理想液體，而把實(shí)際存在的既有粘性又有可壓縮性的液體稱為實(shí)際液體。

（2）恒定流動(dòng)

液體流動(dòng)時(shí)，若液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化，則這種流動(dòng)稱為恒定流動(dòng)；若液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度中只要有一個(gè)參數(shù)隨時(shí)間而變化，就稱為非恒定流動(dòng)。2．流量和平均流速(1)過(guò)流斷面(或通流截面)第19頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液體在管道中流動(dòng)時(shí)，其垂直于流動(dòng)方向的截面稱為過(guò)流斷面或稱為通流截面。(2)流量單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一過(guò)流斷面的液體體積稱為流量。流量用表示，即(2-8)

流量的單位為或，換算關(guān)系為。對(duì)于實(shí)際液體的流動(dòng)，由于粘性的作用，通流截面上各點(diǎn)的液體實(shí)際流速分布規(guī)律較復(fù)雜(見圖2-6中A截面實(shí)際流速分布)，為便于流量計(jì)算，需引入平均流速概念。（3）平均流速假設(shè)液流在通流截面A上各點(diǎn)的流速均勻分布(見圖2-6平均流速分布)，且液體以平均流速流過(guò)通流截面A的流量等于液體以實(shí)際流速流過(guò)該截面的流量，即第20頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(2-9)式中：A為通流截面A的面積。 由式（2-9）可得出通流截面A上的平均流速為(2-10)

圖2-6實(shí)際流量和平均流量第21頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.3.2流動(dòng)液體的基本定律1.連續(xù)性方程連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種體現(xiàn)。圖2-7所示為一不等截面管，液體在管內(nèi)作恒定流動(dòng)，任取1、2兩個(gè)通流截面，設(shè)其面積分別為.和，兩個(gè)截面中液體的平均流速和密度分別為、和、，根據(jù)質(zhì)量守但定律，在單位時(shí)間內(nèi)兩截面的液體質(zhì)量相等，即不考慮液體的壓縮性，有，則有也可得：

(2-12)

圖2-7液流的連續(xù)性原理第22頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.伯努利方程伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種體現(xiàn)。設(shè)密度為的理想液體在圖2-8所示通道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)。現(xiàn)任取兩通流截面1-1和2-2為研究對(duì)象，兩截面至水平參考面的距離分別為和，兩截面處液體的平均流速分別為和，壓力分別為和。根據(jù)能量定恒定律可推導(dǎo)出，重力作用下的理想液體在通道內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的伯努利方程為或(2-13)

式中：為單位體積液體的壓力能；為單位體積液體相對(duì)于水平參考面的位能；為單位體積液體的動(dòng)能。圖2-8理想液體伯努利方程示意圖第23頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.動(dòng)量方程 動(dòng)量方程是動(dòng)量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。由動(dòng)量定理可推導(dǎo)出，在通道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的液體受到通道壁面作用力為，它是個(gè)矢量方程，在運(yùn)算中需按指定方向列出動(dòng)量方程。如在方向的動(dòng)量方程可寫成(2-14)

式中：為液體的密度；為流過(guò)通道的流量；為研究對(duì)象進(jìn)出口平均流速在方向的分量；為動(dòng)量修正系數(shù)，當(dāng)液流為紊流時(shí)取，為層流時(shí)取，為簡(jiǎn)化計(jì)算，也常取。 必須注意式(2-14)中的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，即的反作用力(稱為穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力)。

第24頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.4液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失2.4.1沿程壓力損失液體在直徑不變的直通道中流動(dòng)時(shí)因其內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的能量損失，稱為沿程壓力損失。它主要決定于液體平均流速、動(dòng)力粘度、通道的長(zhǎng)度和內(nèi)徑等，其計(jì)算公式為

(2-15)

式中：為沿程阻力系數(shù)。 式(2-15)既適用于層流又適用于紊流，只是選取的數(shù)值不同，值可從有關(guān)圖表查出。2.4.2局部壓損失 液體流經(jīng)管道的彎頭、大小管的接頭、突變截面、閥口和網(wǎng)孔等局部障礙處時(shí)，因液流方向和速度大小發(fā)生突度，使液體質(zhì)點(diǎn)間相互撞擊而造成的能量損失，稱為局部壓力損失。液體流過(guò)這些局部障礙處時(shí)，流態(tài)極為復(fù)雜，影響因素較多，一般都依靠實(shí)驗(yàn)求得各種類型局部障礙的局部阻力系數(shù)，然后再計(jì)算局部壓力損失，其計(jì)算公式為第25頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2-16) 式中：為局部阻力系數(shù)(具體數(shù)值可查有關(guān)手冊(cè))；為液體密度；為液體平均流速。液體流過(guò)閥的局部壓力損失，可由閥的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格查得。但查得的壓力損失為閥在公稱流量下的壓力損失，若實(shí)際流量與公稱流量不一致時(shí)，則通過(guò)該閥的壓力損失，可按下式計(jì)算(2-17)2.4.3管路系統(tǒng)的總壓力損失 管路系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和局部壓力損失之和，即(2-18)

利用上式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只有在各局部障礙之間有足夠距離時(shí)才正確。液壓系統(tǒng)中的壓力損失絕大部分將轉(zhuǎn)換為熱能，造成系統(tǒng)油溫升高、泄漏增大。第26頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.5液體流經(jīng)小孔及間隙的流量2.5.1液體流經(jīng)小孔的流量

小孔可分為三種：當(dāng)通道長(zhǎng)度和內(nèi)徑之比時(shí)，稱為薄壁孔；時(shí)，稱為細(xì)長(zhǎng)孔；時(shí)，稱為短孔(厚壁孔)。

（1)液體流經(jīng)薄壁小孔的流量 流經(jīng)薄壁小孔的流量為(2-19) 式中：為流量系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)確定；A為小孔通流截面面積；為液體密度；為薄壁小孔的前后壓力差。 由式(2-19)可知，流經(jīng)薄壁小孔的流量不受粘度變化的影響。因此，常用薄壁小孔作流量控制閥的節(jié)流孔，使流量不受粘度變化的影響。

（2)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。短孔比薄壁小孔加工容易，因此特別適合要求不高的節(jié)流閥用。第27頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（3)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，故多為層流。液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量計(jì)算公式為

(2-20) 從上式可發(fā)現(xiàn)，流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量會(huì)隨液體粘度變化而變化。 流經(jīng)三種小孔的流量公式，可以綜合地用下面通式表達(dá)(2-21)

式(2-20)中：K為由節(jié)流孔形狀、尺寸和液體性質(zhì)決定的系數(shù)(細(xì)長(zhǎng)孔，薄壁孔和短孔)；分別為小孔通流截面面積和兩端壓力差；為由小孔長(zhǎng)徑比決定的指數(shù)(薄壁孔，短孔，細(xì)長(zhǎng)孔)第28頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）液體流經(jīng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板間隙的流量由圖2-1可知，當(dāng)一平板固定，另一平板以速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體的流動(dòng)稱為剪切流動(dòng)，平均流速。由于平板(寬度為b)運(yùn)動(dòng)而使液體作剪切流動(dòng)流過(guò)間隙(間隙高度為)的流量為(2-23) 圖2-9為液體在平行平板間隙中既有壓差流動(dòng)又有剪切流動(dòng)的情況。在間隙中流速的分布規(guī)律和流量是上述兩種情況的疊加，即液體流經(jīng)間隙的流量為(2-24) 平行平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩平板一般為一長(zhǎng)一短。式(2-24)中“±”的確定方法為：若長(zhǎng)平板相對(duì)于短平板的運(yùn)動(dòng)方向與壓差流動(dòng)方向相同，取“+”(見圖2-9a和c)；反之，取“-”(見圖2-9b和d)。圖2-9流經(jīng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板間隙的流量第29頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月 2.5.2液體流經(jīng)間隙的流量 在液壓元件中常見的間隙形式有兩種，即平行平板間隙和環(huán)狀間隙。1．液體流經(jīng)平行平板間隙的流量 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(2-22) 式中：為間隙兩端的壓力差；分別為間隙的長(zhǎng)、寬、高()；為液體的動(dòng)力粘度。 從上式可以看出，流經(jīng)固定平行平板間隙的流量與間隙高度的三次方成正比，可見液壓元件間隙大小對(duì)泄漏的影響很大。第30頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．液體流經(jīng)環(huán)狀間隙的流量

環(huán)狀間隙分為同心環(huán)狀間隙和偏心環(huán)狀間隙兩種。（1）液體流經(jīng)同心環(huán)狀間隙的流量如圖2-10所示，圓柱體直徑為，間隙為，長(zhǎng)度為。如果將環(huán)狀間隙沿圓周方向展開，就相當(dāng)于平行平板間隙。用替代式(2-23)中的，就可得到同心環(huán)狀間隙的流量計(jì)算公式(2-25)

圖2-10流經(jīng)同心環(huán)狀間隙的流量

圖2-11偏心環(huán)形縫隙第31頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）液體流經(jīng)偏心環(huán)狀間隙的流量圖2-11所示內(nèi)外兩圓柱面若不同心，便形成偏心環(huán)狀間隙，其流量計(jì)算公式為(2-26)

式中：為內(nèi)外圓同心時(shí)的間隙；為相對(duì)偏心率，即偏心距與間隙的比值()。 由上式可知，當(dāng)時(shí)，流量為同心環(huán)狀間隙的流量；隨偏心量的增大，通過(guò)的流量也逐漸增加，當(dāng)時(shí)，即最大偏心情況下，其壓差流動(dòng)流量為同心環(huán)狀間隙壓差流動(dòng)流量的2.5倍?？梢婇y類元件保證較高的配合同軸度可以減小環(huán)狀間隙泄漏量。第32頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.6液壓沖擊與空穴現(xiàn)象

2.6.1液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因引起液體壓力在某一瞬間突然急劇上升，而形