第2章液压流体力学1PPT文档格式.ppt

第2章液压流体力学1PPT文档格式.ppt

《第2章液压流体力学1PPT文档格式.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章液压流体力学1PPT文档格式.ppt（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

这样，在流体中的运动参数将是空间点连续介质。

这样，在流体中的运动参数将是空间点座标和时间的连续函数，这样就能采用数学工具来座标和时间的连续函数，这样就能采用数学工具来处理解决问题。

处理解决问题。

11/4/20223武汉理工大学机电学院一一流体的密度流体的密度定义定义严格的定义：

严格的定义：

流体质量在空间点上密集的程度。

单位：

数学上的数学上的，物理上指体积趋向于空间中的一个点。

物理上指体积趋向于空间中的一个点。

一般的定义：

单位体积流体内所含流体的质量。

对于均质流体对于均质流体密度是空间点坐标和时间的函数：

密度是空间点坐标和时间的函数：

密密度度与与流流体体压压力力、温温度度有有关关，随随压压力力增增加加减减小小，随随温温度度增增高高减减小小。

换换言言之之，密密度度还还是是压压力力、温温度度的的函函数，这个函数称为流体的状态方程：

数，这个函数称为流体的状态方程：

一般液压油的密度一般液压油的密度为为90090011/4/20224武汉理工大学机电学院二二流体的可压缩性流体的可压缩性在给定点在给定点处展成一次泰勒级数近似式：

处展成一次泰勒级数近似式：

式中负号表示温度式中负号表示温度增加密度下降。

增加密度下降。

写成增量形式：

密度对压力、温度的变化率不便于测量，采用相对量，有密度对压力、温度的变化率不便于测量，采用相对量，有在质量不变时，即在质量不变时，即有有定定义义体积体积膨胀膨胀系数系数当压力不变时，在温度的当压力不变时，在温度的变化下，流体密度（体积）变化下，流体密度（体积）所产生的相对变化量所产生的相对变化量体积体积压缩压缩系数系数当温度不变时，在压力的当温度不变时，在压力的变化下，流体密度（体积）变化下，流体密度（体积）所产生的相对变化量所产生的相对变化量11/4/20225武汉理工大学机电学院体积弹性系数（弹性模量）概念体积弹性系数（弹性模量）概念；

流体受压力作用，体积减小的性质称为压缩性。

工程上常用体积压缩系数工程上常用体积压缩系数的倒数来表示压缩性，的倒数来表示压缩性，的倒数用的倒数用k表示，称为体积弹性系数，即表示，称为体积弹性系数，即当温度不变时，产生一个单位当温度不变时，产生一个单位体积的相对变化率所需要的压体积的相对变化率所需要的压力变化量。

力变化量。

k越大（越大（越小）越小）表示流体越不容易被压缩。

表示流体越不容易被压缩。

对于液压油有：

单位单位物理物理意义意义注意注意三个三个问题问题含气量对压缩性的影响含气量对压缩性的影响等效体积弹性系数的计算。

等效体积弹性系数的计算。

液压弹簧的概念、刚度系数计算、影响。

11/4/20226武汉理工大学机电学院含气量对压缩性的影响含气量对压缩性的影响一般矿物油的体积弹性模量为：

一般矿物油的体积弹性模量为：

K=K=（1.41.41.9）101.9）1033MpaMpa。

可压缩性是钢的可压缩性是钢的100100150150倍倍实际使用中，由于液体中不可避免地混入空气，其抗压实际使用中，由于液体中不可避免地混入空气，其抗压缩能力显著降低，会影响液压系统的工作性能。

缩能力显著降低，会影响液压系统的工作性能。

-系统系统不稳定，噪声大不稳定，噪声大11/4/20227武汉理工大学机电学院三三流体的粘性流体的粘性粘性的概念粘性的概念流体流动时，分子之间流体流动时，分子之间产生内摩擦力的性质。

产生内摩擦力的性质。

注意：

流体只有在流动时才呈现出粘性，静止时不呈现粘性。

牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律速度梯度：

在垂直速度速度梯度：

在垂直速度方向上的速度变化率。

方向上的速度变化率。

粘性的物理实质粘性的物理实质流体抵抗剪切变形的能力。

流体抵抗剪切变形的能力。

切应力切应力11/4/20228武汉理工大学机电学院粘性的度量粘性的度量粘度粘度粘性的度量粘性的度量粘度粘度粘度粘度概念概念表示粘性大小的物理量。

流体抵抗剪切变形能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。

力的度量，粘度大，这种能力强。

表表示示方方法法动力粘度、动力粘度、绝对粘度绝对粘度单位速度梯度下，单位面积上单位速度梯度下，单位面积上的内摩擦力。

直接表示粘性的的内摩擦力。

直接表示粘性的大小。

大小。

运动粘度运动粘度不含力、质量单位，只含运动学单不含力、质量单位，只含运动学单位位。

mm22/s/s（斯）斯）、mmmm22/s/s（厘斯）厘斯），理论计算中常出现理论计算中常出现，故采用作为一个参数。

我国，故采用作为一个参数。

我国机械油牌号就是相应的运动粘度机械油牌号就是相应的运动粘度厘斯数值。

厘斯数值。

相对粘度相对粘度我国采用恩氏粘度我国采用恩氏粘度11/4/20229武汉理工大学机电学院粘度与温度、压力的关系粘度与温度、压力的关系粘度与温度、粘度与温度、压力的关系压力的关系流体的粘性给流体的粘性给液压系统带来液压系统带来了什么影响？

了什么影响？

粘温特性粘温特性粘压特性粘压特性粘粘性性摩摩擦擦在在管管道道中中造造成成压压力力损损失失（能能量量损损失失）在在液液压压阀阀中中增增加加了了阀阀芯芯运运动动的的阻阻力力。

粘粘度度低低时时，增增大大泄泄漏漏，造造成成流量损失（能量损失）。

流量损失（能量损失）。

11/4/202210武汉理工大学机电学院对液压油液对液压油液的要求的要求n合适的粘度，具有较好的粘合适的粘度，具有较好的粘温性能。

温性能。

n具有良好的润滑性能和足够的油膜强度，使系统中的各摩擦表面获得具有良好的润滑性能和足够的油膜强度，使系统中的各摩擦表面获得足够的润滑而不致磨损。

足够的润滑而不致磨损。

n不得含有蒸气、空气及容易汽化和产生气体的杂质，否则会起气泡。

不得含有蒸气、空气及容易汽化和产生气体的杂质，否则会起气泡。

气泡是产生剧烈振动和噪声的主要原因之一。

n对金属和密封件有良好的相容性。

不含有水溶性酸和碱等，以免腐蚀对金属和密封件有良好的相容性。

不含有水溶性酸和碱等，以免腐蚀机件和管道，破坏密封装置。

机件和管道，破坏密封装置。

n对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性，在贮存和使用过程中不对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性，在贮存和使用过程中不变质。

变质。

n抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。

抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。

n热膨胀系数低，比热高，导热系数高。

热膨胀系数低，比热高，导热系数高。

n凝固点低，闪点和燃点高。

一般液压油闪点在凝固点低，闪点和燃点高。

一般液压油闪点在130130150150之间。

之间。

n质地纯净，杂质少。

质地纯净，杂质少。

n对人体无害，成本低。

对人体无害，成本低。

11/4/202211武汉理工大学机电学院液压油液分类液压油液分类工业液压油液石油型机械油汽轮机油普通液压油（YA）专用液压油抗磨液压油（YB）低温液压油（YC）液压-导轨油高粘度指数液压油（YD）其它专用液压油难燃型乳化型水包油乳化液（YRA）油包水乳化液（YRB）合成型水-乙二醇液（YRC）磷酸酯液（YRD）其它11/4/202212武汉理工大学机电学院液压油液的选用液压油液的选用n液压系统的工作压力液压系统的工作压力压力高，要选择粘度较大的液压油液。

压力高，要选择粘度较大的液压油液。

n环境温度环境温度温度高，选用粘度较大的液压油液。

温度高，选用粘度较大的液压油液。

n运动速度运动速度速度高，选用粘度较低的液压油液。

速度高，选用粘度较低的液压油液。

n液压泵的类型液压泵的类型各类泵都有与之相适宜的粘度范围各类泵都有与之相适宜的粘度范围选用液压油液首选用液压油液首先考虑的是粘度先考虑的是粘度选择时选择时要注意要注意11/4/202213武汉理工大学机电学院2.22.2液体静力学基础液体静力学基础研究液体在静止状态下的力学规律及其应用研究液体在静止状态下的力学规律及其应用n静压力及其特性静压力及其特性n静压力基本方程式静压力基本方程式n帕斯卡原理帕斯卡原理n静压力对固体壁面的作用力静压力对固体壁面的作用力11/4/202214武汉理工大学机电学院一一静压力定义及其性质静压力定义及其性质静压力静压力性质性质静止液体中任意点处的压力与作用方位无关，静止液体中任意点处的压力与作用方位无关，即在各个方向上都相等。

即在各个方向上都相等。

液体只能受压不能受拉，压力必垂直于作用面液体只能受压不能受拉，压力必垂直于作用面静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。

静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。

p=limF/A（A0）若在液体的面积若在液体的面积A上所受的作用力上所受的作用力F为均匀分布时，静为均匀分布时，静压力可表示为压力可表示为p=F/A液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力。

惯称为压力。

11/4/202215武汉理工大学机电学院二二静止液体基本方程静止液体基本方程方程推导方程推导方程分析方程分析取取研究对象：

微元柱体研究对象：

微元柱体受力分析受力分析任一点上的静压力由两部分组成：

液面任一点上的静压力由两部分组成：

液面压力和单位截面上液柱自重产生的力；

压力和单位截面上液柱自重产生的力；

压力分布规律：

压力分布规律