液壓理論基礎(chǔ)培訓(xùn)

液壓技術(shù)知識(shí)培訓(xùn)

講師：qypter一、物理學(xué)發(fā)展史簡(jiǎn)介二、壓力壓強(qiáng)計(jì)算方法三、流體壓強(qiáng)與實(shí)際應(yīng)用四、壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及流動(dòng)狀態(tài)目錄一、物理學(xué)發(fā)展史簡(jiǎn)介

物理（physics）源于希臘文「自然」稱為自然哲學(xué)從最廣泛的意義上來說即是研究大自然現(xiàn)象及規(guī)律的學(xué)問。漢語、日語中“物理”一詞起自于明末清初科學(xué)家方以智的百科全書式著作《物理小識(shí)》。

物理主要分為力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)。液壓主要應(yīng)用流體力學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)分支，它主要研究流體本身的靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及流體和固體界壁間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互作用和流動(dòng)的規(guī)律。

1、物理學(xué)定義物理學(xué)的發(fā)展過程古典物理學(xué)的形成過程經(jīng)典典物理學(xué)近代物理學(xué)古典物理學(xué)的形成過程經(jīng)典典物理學(xué)近代物理學(xué)古典物理學(xué)的形成過程經(jīng)典典物理學(xué)近代物理學(xué)

2、古典物理學(xué)形成過程誠如物理學(xué)的定義里說的物理學(xué)起源于哲學(xué)，公元前420年：德莫克利特提出「原子論」，一切物質(zhì)均由無限多個(gè)不可分割、看不見的原子所組成(只分水、火、土、氣四種).早期的哲學(xué)由宗教學(xué)及神學(xué)發(fā)展演變而來，主要根據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn)及主觀意愿而推出。宗教及統(tǒng)治階級(jí)一直宣稱上帝造物，皇帝為天神、真龍，宇宙一切都以地球?yàn)橹行?，地心說。古希臘著名哲學(xué)家亞里（公元前384年－前322年）士多德提出，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，還指出重物下落速度比輕的物體下落速度快。根據(jù)月食現(xiàn)象首次證實(shí)地球是圓的。

阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。出生于西西里島的敘拉古。阿基米德到過亞歷山大里亞，據(jù)說他住在亞歷山大里亞時(shí)期發(fā)明了阿基米德式螺旋抽水機(jī)。后來阿基米德成為兼數(shù)學(xué)家與力學(xué)家的偉大學(xué)者，并且享有“力學(xué)之父”的美稱。

阿基米德在物理學(xué)的主要貢獻(xiàn)在于浮力計(jì)算公式，以及杠桿、滑輪、阿基米德螺桿等省力工具的發(fā)明?！癊ureka！尤里卡！”“我找到啦！”。給我一個(gè)支點(diǎn)，就能推動(dòng)地球?！安灰?jiǎng)游业膱D！

3、經(jīng)典物理學(xué)確立了實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位，使物理學(xué)成為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的真正意義上的科學(xué)。伽利略從實(shí)驗(yàn)和理論上否定了統(tǒng)治千余年的亞里士多德關(guān)于“落體運(yùn)動(dòng)法則”確立了正確的“自由落體定律”，即在忽略空氣阻力條件下，重量不同的球在下落時(shí)同時(shí)落地，下落的速度與重量無關(guān)。

伽利略利用蘸了墨水的小球，在斜板上拋出得出拋物運(yùn)動(dòng)的軌跡，確立炮彈發(fā)射最遠(yuǎn)距離45°角。

伽利略(1564年2月25日-1642[1]）是近代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的開拓者，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。

牛頓在伽利略等人的基礎(chǔ)上總結(jié)出牛頓三大定律（慣性定律，指出力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因；瞬時(shí)定律力與速度同時(shí)產(chǎn)生F=ma；力的相互性，作用力與反作用力。奠定了物理力學(xué)分析的基礎(chǔ)。

牛頓應(yīng)用數(shù)學(xué)天賦自創(chuàng)微積分，計(jì)算出萬有引力定律F=GMm/r^2,是第一個(gè)結(jié)合天地的物理學(xué)家。牛頓（1642年~1727年）英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、自然哲學(xué)家。牛頓建立了比較完整的力學(xué)體系和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。4、近代物理學(xué)提出相對(duì)論，使物理學(xué)研究對(duì)象從低速擴(kuò)展到高速。否定牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀。指出光速傳播速度為常量，提出能量守恒。W=MC^2/2,核武器誕生基石，小小的物體蘊(yùn)含巨大的能量。c=2.998

108ms-1愛因斯坦（1897-1955）理論物理學(xué)家，相對(duì)論的創(chuàng)立者，現(xiàn)代物理學(xué)奠基人。二十世紀(jì)最重要的物理學(xué)家之一，因發(fā)現(xiàn)能量量子而對(duì)物理學(xué)的進(jìn)展做出了重要貢獻(xiàn)。使物理學(xué)研究對(duì)象從宏觀擴(kuò)展到微觀。指出能量傳遞是一份一份的，普朗克常數(shù)=6.63*10的-34次方焦秒。

二、壓力與壓強(qiáng)F由于物體間的擠壓而垂直壓在物體表面上的力叫壓力（F）F1、什么是壓力壓力＝重力壓力≠重力壓力≠重力FFF1、壓力1、壓力不是重力，只有放在水平面上的物體，對(duì)支持面的壓力大小等于物體的重力，2、壓力可能與重力有關(guān)，也可能與重力無關(guān)。練習(xí)：GA=5牛GB=10牛F=15牛ABBB（1）A對(duì)B壓力為

B對(duì)地面的壓力為B（2）B對(duì)地面的壓力（3）B對(duì)墻面的壓力（4）B對(duì)天花板的壓力5牛15牛10牛15牛FFF5牛與手掌接觸的那部分氣球的形變較小，而手指頂著的那部分形變明顯；用力越大，形變?cè)矫黠@手指受壓的感覺有什么不同?用力后這種感覺有何變化1、定義：物體在單位面積上受到的壓力2、壓強(qiáng)2、壓強(qiáng)計(jì)算公式壓強(qiáng)

壓力受力面積pFS作用在物體表面上的壓力物體間的接觸面積F—壓力；單位：牛（N）S—受力面積；單位：米2（m2）簡(jiǎn)稱帕，帕斯卡，符號(hào)是Pa。

1Pa=1N/m2練習(xí)：1Pa的意思是什么：每平方米面積上受到的壓力是1N壓強(qiáng)的單位：P—壓強(qiáng)；單位：牛/米2（N/m2）符號(hào)的含義

牛/米2有一個(gè)專門的名稱叫，這是為了紀(jì)念法國科學(xué)家帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕，符號(hào)是Pa。帕是一個(gè)很小的單位，一塊磚平放在地面上，對(duì)地的壓強(qiáng)為1000多帕。也可用百帕或千帕作壓強(qiáng)的單位。

現(xiàn)實(shí)生活中常用的壓力單位Mpa,1Mpa=10^6Pa

氣壓學(xué)中長用Bar,表示壓力大小，空氣標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013*10^5Pa=0.1MpaACB同一塊磚怎樣放置壓強(qiáng)最大？平放側(cè)放豎放√

三、流體壓強(qiáng)與實(shí)際應(yīng)用設(shè)想在一玻璃容器內(nèi)的水中有一深為h，截面為s的水柱，試計(jì)算這段水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即為水深為h處的壓強(qiáng)．水柱的體積為v=sh水的密度為ρ水柱的質(zhì)量為m=vρ水柱對(duì)其底面積的壓力為F=mg=ρvg=shρg水柱對(duì)其底面積的壓強(qiáng)為P=F/s=shρg/s=ρgh由公式可知：水的壓強(qiáng)只與水的深度和密度有關(guān)（若是其他液體，其密度則不同）Sh1、流體壓強(qiáng)（1）現(xiàn)象表明：液體對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng)（2）現(xiàn)象表明：液體對(duì)容器底有壓強(qiáng)2、液體壓強(qiáng)的規(guī)律（由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律）：原因是：因?yàn)橐后w受到重力作用原因是：因?yàn)橐后w具有流動(dòng)性連通器內(nèi)液面相平的條件：證明：液體靜止，設(shè)想U(xiǎn)形管下部正中有一小液片AB，且F左=F右,又因?yàn)镾左=S右,由P=F/S可知p左=p右，即ρgh左=ρgh右,所以h左=h右,左右兩管中的液面相平。連通器應(yīng)用廣泛，如四川自貢鹽場(chǎng)的自流井、船閘同種液體，液體靜止，各部分直接與大氣接觸p左p右3、液體壓強(qiáng)的傳遞１、帕斯卡原理：加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地被液體向各個(gè)方向傳遞。２、帕斯卡原理是許多液壓系統(tǒng)和液壓機(jī)的工作基礎(chǔ)。因?yàn)閴簭?qiáng)不變p1=p2又因?yàn)閜1=F1/S1,p2=F2/S2,所以F1/S1=F2/S2因?yàn)镾1<S2,所以F1<F2。S1S2F1F2

四、壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及流動(dòng)狀態(tài)對(duì)著兩張平行拿著的紙吹氣，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？

分析1：1、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系分析2：用注射器向兩個(gè)小船中間噴射水產(chǎn)生水流，通過物理運(yùn)動(dòng)狀況分析判斷流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系？現(xiàn)象：兩小船靠近原因：向兩只船中間噴水，中間的水的流速增大，流體壓強(qiáng)減小，船兩側(cè)的流速減小，流體壓強(qiáng)增大，兩小船靠近。流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：在流體（氣體和液體）中，流速越大的位置，壓強(qiáng)就越小，流速越小的位置，壓強(qiáng)就越大。結(jié)論：思考：幾十噸甚至上百噸重的飛機(jī)為什么能騰空而起，在空中飛行呢？飛機(jī)存在什么樣的奧秘呢？機(jī)翼的形狀是：

上凸下平的飛機(jī)的機(jī)翼飛機(jī)的升力：飛機(jī)升力的產(chǎn)生：

迎面吹來的風(fēng)被機(jī)翼分成兩部分，由于機(jī)翼橫截面形狀上下不對(duì)稱，在相同的時(shí)間里機(jī)翼上方氣流通過的路程長，因而速度較大，對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)較小；下方氣流通過的路程較短，因而速度較小，對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)較大．

飛機(jī)的升力：氣流在機(jī)翼上下表面由于流速不同、壓強(qiáng)不同產(chǎn)生的壓力差，這就是向上的升力。

1、在火車站或地鐵站的站臺(tái)上，離站臺(tái)邊緣１m左右的地方標(biāo)有一條安全線，為什么乘客必須站在安全線以外的地方候車？2、練一練：

液體在流速大的地方壓強(qiáng)小，在流速小的地方壓強(qiáng)大3、液壓流動(dòng)狀態(tài)層流：在液體運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)沒有橫向脈動(dòng)，不引起液體質(zhì)點(diǎn)混雜，而是層次分明，能夠維持安定的流束狀態(tài)，這種流動(dòng)稱為層流紊流：如果液體流動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)具有脈動(dòng)速度，引起流層間質(zhì)點(diǎn)相互錯(cuò)雜交換，這種流動(dòng)稱為紊流或湍流。4、雷諾數(shù)液