液压流体力学基础知识
真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
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2. 压力的单位
国际单位制单位 国际单位制单位为Pa(帕)、N/m2(我国法定 计量单位)或兆帕(MPa),1MPa=106Pa。 工程制单位 kgf/cm2。国外也有用bar(巴),1bar=105Pa。 标准大气压 1标准大气压=101325Pa。 液体柱高度 h=p/(ρg),常用的有水柱、汞柱等,如1个标准 大 气压约等于10m水柱高。
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F(FX 2FY2FZ2)2
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§2.3 液体动力学基础
作用在液体上的两种力:质量力和表面力 静压力:单位面积上所受的法向力。静压力在液体传动中简 称压力,在物理学中称为压强。本书以后只用“压力”一词。 静止液体中某点处微小面积A上作用有法线力F,则该点 的压力定义为
p lim F A0 A
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若法向作用力F均匀地作用在面积A上,则压力可表示为
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2.2.5 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于 压力与该壁面面积之积
F p D2
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当承受压力的固体壁面是曲面时:曲面上总作用力在某一方向上 的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘 积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为Fx、 Fy和Fz时,总作用力的大小为:
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2.2.4 压力的表示方法及单位
1. 压力的表示方法
相对压力(表压力): 以大气压力为基准,测
量所得的压力,是高于大气 压的部分 。 绝对压力: 以绝对零压为基 准测得的压力
绝对压力=相对压力 + 大气压力 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力,则称该点出现真 空。此时相对压力为负值,常将这一负相对压力的绝对值称为该点 的真空度
式中 m:液体的质量(kg); V:液体的体积(m3);
液压油的密度ρ=900 kg/ m3
表2-1常用工作介质的密度
(Hale Waihona Puke g/m3)整理ppt2
工作油液
2.可压缩性
液体受增大的压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压缩 性。液体的可压缩性可用体积压缩系数表示,它是指液体在单位 压力变化下的体积相对变化量,用公式表示为
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2.1.2 液压油的种类
表2-2液压油的主要品种及其特性和应用
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2.1.3 液压油的选用
选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点:
环境因素 工作压力——压力高,选粘度较大的液压油 环境温度——温度高,选粘度较大的液压油
运动性能 运动速度——速度高,选粘度较低的液压油
液压泵的类型 液压泵的类型——各类泵适用粘度范围见表2-6
§2 液压传动基础知识
§2.1 液压油 §2.2 液体静力学基础 §2.3 液体动力学基础 §2.4 管路内液流的压力损失 §2.5 孔口和缝隙的流量 §2.6 气穴现象和液压冲击
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§2.1 液压油
2.1.1 液压油的主要性质
1.密度
单位体积液体的质量称为液体的密度。液体的密度为
ρm V
p F A
2. 液体静压力的重要特性
(1)液体静压力的作用方向始终向作用面的内法线方向。由 于液体质点间内聚力很小,液体不能受拉只能受压。 (2)静止液体中,任何一点所受到各个方向的液体静压力都 相等。
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2.2.2 液体静力学基本方程及其物理意义
静压力基本方程
pp0 gh
重力作用下静止液体的受力分析
牛顿内摩擦定律
F A d u
f
dy
单位面积上的内摩擦力
du dy
液体的粘性示意图
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(2)粘度 表示粘性大小的物理量。流体抵抗剪切变形能力的度量,
粘度大,这种能力强。
动力粘度(绝对粘度)
表示方法
运动粘度
相对粘度
动力粘度:表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。 运动粘度:液体动力粘度与密度的比值,没有明确的物理意义,但
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典型液压油的粘温特性曲线
(4)其它性质
油液的其他物理机化学性质包括:防锈性、润滑性、抗燃性、 抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、导热性、相溶性以及纯净性等。 都对液压系统工作性能有重要影响。
液压油的要求:
粘温特性好 有良好的润滑性 有良好的化学稳定性 成分要纯净 抗泡沫性和抗乳化性好 材料相容性好 无毒、价格便宜 燃点高,凝点低
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2.1.4 液压油的污染及控制
液压油污染的危害 液压油的污染源 污染的控制
造成系统故障 降低元件寿命 使液压油变质 影响工作性质
系统残留物 外界侵入物 内部生成物
彻底清洗系统 保持系统清洁 定期清除污物 定期换油
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§2.2 液体静力学基础
2.2.1 液体的压力及其特性
1.液体的压力
k 1 V p V0
液体压缩系数的倒数,称为液体的体积弹性模量,简称体积
模量,用K 表示,即 K1k VpV0
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3.粘性
(1)粘性的物理意义
液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时,液体分子间内聚 力要阻止分子间的相对运动,在液层相互作用的界面之间会产生 一种内摩擦力,这一特性称为液体的粘性。
可以看出:静止液体在自重作用下任何一点的压力随着液体深 度呈线性规律递增。液体中压力相等的液面叫等压面,静止液体 的等压面是一水平面。
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2.2.3 压力的传递
由帕斯卡原理可知,由外力作用所产生的压力可以等值地传递到 液体内部所有各点,故在液体内部各点的压力也就处处相等了。
液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的。 液压系统的压力完全决定于外负载。
是工程实际中常用的物理量。
一般的: 同种介质比较大小时常用运动粘度 不同介质比较大小时一般用动力粘度
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恩氏粘度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏粘度SSU—— 美国用 雷氏粘度R —— 英国用 巴氏粘度0B —— 法国用
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(3)温度和压力对粘度的影响
液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介 质来说,压力增大时,粘度增大。在一般液压系统使用的压 力范围内,增大的数值很小,可以忽略不计。但液压传动工 作介质的粘度对温度的变化十分敏感,温度升高,粘度下降。 这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用,其重 要性不亚于粘度本身。