3.2液体动力学
液体动力学
平均流速—通流截面上各点均匀分布假想流速 q = vA = ∫A udA v = q/A
液压缸的运动速度
A
v
v = q/A q = 0 v = 0
q
q↑ v↑
q↓ v↓
结论：液压缸的运动速度取决于进入液压
缸的流量，并且随着流量的变化而
变化。
2、3、2 连续性方程
A 滑靴和斜盘 B 柱塞和缸体
球形头部—和斜盘接触为点
接触，接触应
柱塞头部结构 <
大，易磨损。
滑靴结构—和斜盘接触为面 接触，大大降低 了磨损。
CY14—1轴向柱塞泵变量机构
*手动—转动手轮控制斜盘， 改变倾角即可。
变量机构 < 自动 动画演示
3、5 液压泵常见故障及其排除方法
见表3、5、1
3、6 液压泵的流量计算
排量 流量
轴向柱塞泵的排量
若柱塞数为z，柱塞直径为d， 柱塞孔的分布圆直径为D， 斜盘倾角为γ， 则柱塞的行程为：h=Dtanγ 故缸体转一转，泵的排量为： V = Zhπd2/4 = πd2 ZD(tanγ)/4
轴向柱塞泵流量
λ = [1、74+2lg（d/△）]-2 （Re >3*106 或
Re>900d/△）
∵ 紊流运动时，△pλ比层流大
∴ 液压系统中液体在管道内应尽量作层流运动
2、4、2 局部压力损失
定义 :液体流经管道的弯头、接头、突变
截面以及阀口 滤网等局部装置时， 液流会产生旋涡，并发生强烈的紊 动现象，由此而产生的损失称为局 部损失。
或：外力对物体所做的功应该等 于该物体机械能的变化量。
理想液体伯努利方程
流体动力学基本方程
u
（ 2 p2 p1 )
2 g ( 1 ) h
皮托管测速计
§4.3 实际流体流束的伯努利方程
实际流体具有粘性，在流动过程中有一部分机械能将不可逆地转 化为热能耗散。根据能量守恒原理，实际流体流束的伯努利方程为
整理： 1 p du x fx x dt
1 p du y fy y dt
同理：
1 p du z fZ z dt
1 p fx x 1 p fy y f 1 p Z z
§4.4 理想流体的运动学微分方程的伯努利积分
du x 1 p f x x dt du y 1 p fy y dt 1 p du z fZ z dt
沿流线积分，将流线上的dx、dy、dz分别乘理想流体运动微分方程的三个分式，然后相加得：
1 p 1 p f x dxdydz ( p dx)dydz ( p dx)dydz dxdydz du x 2 x 2 x dt
1 p 1 p f x dxdydz ( p dx)dydz ( p dx)dydz dxdydz du x 2 x 2 x dt
1 1 2 2 2 2 d u x u y uz d ( u ) 2 2
du y 1 p p p du x du z f x dx f y dy f z dz dx dy dz dx dy dz x y z dt dt dt
u x u y u z 0 x y z
② 对不可压缩均质流体，ρ为常数，上式可简化为
u x u y u z 0 x y z
帕斯卡的原理
帕斯卡的原理帕斯卡的原理，也被称为帕斯卡定律，是关于流体力学的基本原理之一。
该原理由法国科学家布莱兹·帕斯卡在17世纪提出，对于研究液体和气体在静力学和动力学中的行为非常重要。
帕斯卡的原理说明了液体和气体在容器中的压力传输规律，并且可以应用于各种实际问题的分析与解决。
下面将详细介绍帕斯卡的原理及其应用。
1. 帕斯卡的原理概述帕斯卡的原理可以简单地表述为：“在静水中，任何一个容器的每个点施加到其内壁上的压力，都等于液体垂直高度乘以液体的密度乘以重力加速度”。
也就是说，在静水中，液体的压力是均匀作用于容器内的各个点上的，并且与所施加的力的大小和方向无关，只与液体的密度和深度有关。
2. 帕斯卡的原理的公式表示帕斯卡的原理可以用如下的公式来表示：P = ρgh，其中P表示液体的压力，ρ代表液体的密度，g是重力加速度，h表示液体的高度。
根据这个公式，液体的压力与液体的深度成正比，密度愈大压力也愈大。
3. 帕斯卡的原理的应用3.1 液压系统帕斯卡的原理是实现液压系统工作的基础。
液压系统利用液体在封闭管道中的传力特性，通过改变压力来实现力的放大、变换和传递。
例如，提升机的原理就是利用液压系统将较小的力通过液体传递到较大的活塞上，从而实现提升重物的目的。
3.2 液体静力学帕斯卡的原理也可以应用于液体静力学的问题。
比如当液体放置在容器内时，液体的压力是均匀分布的，不受容器形状和大小的影响。
这个原理被广泛应用于水压实验和水压力学中。
3.3 液体动力学帕斯卡的原理对于研究液体的运动和流速也是非常有用的。
在液体流体中，当管道内部截面积变化时，流体的速度会发生改变，而质量守恒的原理要求流体的质量在守恒的同时，速度也必须发生变化。
利用帕斯卡的原理可以分析液体在不同截面积处的流速变化情况。
3.4 气垫和液压刹车帕斯卡的原理也在气垫和液压刹车等方面具有广泛的应用。
例如，气垫中的气体受到外力压缩后，根据帕斯卡的原理，气体的压力均匀传递到气垫表面，从而能够实现减震和支撑的功能。
钢铁冶金原理教学 反应过程动力学方程的建立
如用物质的量浓度对时间的导数来表示总反应的速率，则 因
于是前式可改写为
令
为容量速率常数，则有
该式为双膜理论的液－液反应过程动力学速率微分式
前式中，令 —为总反应的速率常数；则速率微分式为
式中
是反应的驱动力，而各环节容量速率常数
的倒数，则是各环节呈现的阻力。三个阻力之和即是反
为c0，反应界面上的浓度为c，反应气体的 平衡浓度为c平。组成环节的速率式如下：
界面化学反应速率： 产物层内扩散速率： 对上式（Ⅱ）分离变量积分并由二联立式解出界面浓度c并 代入一式，得出
上式即在忽略外扩散的条件下，反应过程由界面化学反应及 内扩散混合控速的反应速率式。
讨论：内扩散和化学反应限速的情况
2）在两相的界面上，处于动态平衡状态； 3）在每相的范围内组元的扩散通量，对于液体来说与该组元在溶液体 内和界面处的浓度差成正比即
4）虽然在液相内有紊流，但边界层中的流体是静止不动的，不受流体 体内流动状态的影响，在各相中的传质被看作是独立进行的，互不影响。
速率式的推导
各环节及速率如下： 反应物向相界面扩散： 界面化学反应： 产物离开相界面扩散： 当反应处于稳定态时， 联立以上三式可得 出总反应的速率式：
第三节 反应过程动力学方程的建立
Forming the Kinetics Equation of Reaction Process
本节主要内容： 3.1 稳态原理； 3.2 动力学方程的建立过程； 3.3 液－液相反应模型—双膜理论； 3.4 气－固相反应模型—未反应核模型。
3.1 稳定态原理的内容
原理内容：
对串联的反应过程：稳态原理就是串联反应进行了一段时间后，各 反应的速率经过互相调整，从而达到相等。反应的中间产物被下一串联 反应消耗，不出现物质的积累，过程处于稳态中。
2.3.1 液体动力学基本概念[共2页]
![2.3.1 液体动力学基本概念[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/9c265c95a8956bec0875e3b2.png)
第2章 液压传动基础2.2.5 液体对固体壁面的作用力液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到液体压力的作用。
液体在受外界压力作用的情况下，由于液体自重所形成的那部分压力（ρgh ）相对非常小，在分析液压系统的压力时常可忽略不计，因而可以认为整个液体内部的压力是近似相等的。
当固体壁面为平面时，液体对该平面的作用力F 等于液体压力p 与该平面面积A 的乘积（作用力方向与平面垂直），即F pA = （2-11） 当固体壁面为一曲面时，液体在某一方向（x ）上对曲面的作用力x F 等于液体压力p 与曲面在该方向（x ）投影面积x A 的乘积，即x x F p Α= （2-12）图2-5所示为一锥阀。
与锥面接触的液体压力为p ，锥面与阀口接触处的直径为d ，液体在轴线方向对锥面的作用力F 轴就等于液体压力p 与受压锥面在轴线方向投影面积πd 2/4的乘积，即 F 轴 = π pd 2/4。
（2-13）液体动力学液体动力学主要研究液体流动时流速和压力之间的变化规律。
其中，流动液体的连续性方程、伯努利方程、动量方程就是描述流动液体力学规律的三个基本方程。
这些内容不仅构成了液体动力学的基础，而且还是液压技术中分析问题和设计计算的理论依据。
2.3.1 液体动力学基本概念1．理想液体和恒定流动由于液体具有黏性和可压缩性，因而研究流动液体的运动规律非常困难。
液体在流动时会体现出其黏性，因此在研究流动液体时必须考虑黏性的影响。
液体的黏性问题非常复杂，为了分析和计算问题的方便，可先假设液体没有黏性，然后再考虑黏性影响，并通过实验验证等方法对已得出的结果进行补充或修正。
对于液体的可压缩问题，也可采用同样的方法来处理。
图2-5 液体对锥面的作用力。
液体动力学
液体在管道中流动时的沿程压力损失和液流的流 动状态有关。
一、流态与雷诺数
1、雷诺数实验装置
2、流动状态——层流和紊流
1）层流：液体质点定向而不相混杂的流动状 态，称为层流。
粘性力起主导作用。 2）紊流：如果液体流动时质点具有脉动速度， 引起流层间质点相互错杂交换，这种流动称为 紊流或湍流。 惯性力起主导作用。
注：在液压传动系统中，位能与动能常可以忽 略不计，只考虑压力能。(见例题2-2)。
4、伯努利方程应用举例
列伯努利方程为：
p1
h1g
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1v12
2
p2
h2
g
2v22 2
hwg
式 中 1—1 为 基 准 面 ， 则 h1=0 ； 因 油 箱 液 面 很 大 ， v1≈0；h2=h， p1为大气压力pa。
F (mv) t
任取控制液体12， 进行动量分析：
得液体作稳定流动的动量方程为：
F q2v2 q1v1 q(v2 v1)
该式是一个矢量表达式，应用时应指明方向求其
分量： FX =ρq（β2v2cosθ2 – β1v1cosθ1）
β1、β2为动量修正系数，一般在紊流时β＝1，层流 时β＝1.33。
第四节 液体在管道中的流动
在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失， 即伯努利方程中的pghw,其组成为：
沿程压力损失 局部压力损失
1)沿程压力损失：
油液沿等直径直管流动时因粘性摩擦而引起的压 力损失。
2)局部压力损失：
液体流经管道的弯管、接头、突然变化的截面以 及阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，
流体力学第三章流体动力学(1)
（2）流线的作法
流线的作法如下：在流速场中任取一点1（如下图），绘出
在某时刻通过该点的质点的流速矢量u1，再在该矢量上取距
点1很近的点2处，标出同一时刻通过该处的另一质点的流速
矢量u2……如此继续下去，得一折线1 2 3 4 5 6……，若
折线上相邻各点的间距无限接近，其极限就是某时刻流速场 中经过点1的流线。
(b)非恒定流
mt1 流线 mt2
迹线 mt3
且与迹线重合。
3. 均匀流和非均匀流 划分依据：按流速的大小和方向是否沿程变化
（1）均匀流
流速沿程不变的流动称为均匀流
在均匀流时不存在迁移加速度，即 auuo s
其流线为彼此平行的直线
例：等直径直管中的液流或者断面形状和水深不变的长直渠道中的水流 都是均匀流。
ux
uz x
uy
uz y
uz
uz z
质点的加速度由两部分组成：
auuu t s
欧拉加速度
ax
ux t
ux
ux x
uy
ux y
uz
ux z
ay
uy t
ux
uy x
uy
uy y
uz
uy z
az
uz t
ux
பைடு நூலகம்
uz x
uy
uz y
uz
uz z
①时变加速度（当地加速度）——流动过程中液体由于速度 随时间变化而引起的加速度； ——等号右边第一项是时变 加速度 ②位变加速度（迁移加速度）——流动过程中液体由于速度 随位置变化而引起的加速度。 ——后三项是位变加速度
（1） （a,b,c）=Const , t为变数，可以得出某个指定质点在任意时刻 所处的位置。 （2） （a,b,c）为变数, t =Const ，可以得出某一瞬间不同质点在空 间的分布情况。
液体动力学
1.2 流量和平均流速
单位时间内流 过某通流截面的液 体体积称为流量。 其表达式为
qV t
式中，q为流量（m3/s），常用单位为 L/min；V为液体的体积（m3）；t为液体 流过体积V所需的时间（s）。
q AudA
q Au d A vA
v q A
流量和平均流速
1.3 连续性方程
连续性方程的实质是质量守恒定律在流体力学中的表现 形式。
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液压与气压传动
雷诺实验证明，液体在管道中的流动状态不仅与管道内液体的平均 流速有关，还和管道的内径、液体的运动黏度有关。但是不论管道内液 体的平均流速、管道的内径和液体的运动黏度如何变化，液体流动状态 仅与由这三个参数所组成的一个称为雷诺数的无量纲有关。
Re vd
雷诺实验装置图
1—隔板； 2—水杯； 3、7—开关； 4—水箱； 5—细导管； 6—玻璃管
p g
u2 2g
常数
上式说明在流动的液体中，流速越高的地方，液体的压力就越低。
1.4 伯努利方程
3.实际液体的伯努利方程 实际液体的运动中，液体将呈现出黏性即产生内摩擦力，因此，将 造成能量损失。设h'w表示单位质量液体微小流束的能量损失（称为阻 力水头），于是可得实际液体微小流束的伯努利方程为
由于实际流速u在通流截面上是个变量，若用平均流速υ来代替实际 流速u，则上式中的动能就要引起偏差，所以需引入动能修正系数。于 是得到实际液体总流的伯努利方程为
式中，αl、α2为动能修正系数，一般在紊流时取1，层流时取2。
实际液体是有 黏性的，为了克服摩擦 阻力，液体流动时要损耗一 部分能量，由于管道中流量不变，因此 这种能量损耗表现为压力损失。损耗的 能量转变为热量，使液压传动系统的温 度升高，影响整个液压传动系统的工作 性能。因此，在设计液压传动系统时， 应尽量减小压力损失。
2.3 液体动力学
液体的流态和流速 动量方程
依据：动量定理 用来计算流动液体作用在限制 F 其流动的固体壁面上的总作用力。 推导：
t m1v1 m2v2
m2v2 m1v1 m V v2 v1 F t V t q v2 v1
d(mv) F dt
F q( 2v 2 1v 1)
1
液体的流态和流速
1.理想液体、稳定流动 理想液体：假设的既无粘性又不可压缩的流 体称为理想流体。 实际液体：有粘度、可压缩的液体 稳定流动：液体流动时，液体中任一点处的 压力、速度和密度都不随时间而变化的流动， 称为定常流动或非时变流动。 非稳定流动： 压力、速度、密度随时间变 化的流动。
2
液体的流态和流速
8
液体的流态和流速
2、实际液体伯努利方程 实际液体： 有粘性、可压缩、 非稳定流动。 速度修正: α动能修正系数 平均流速代替实际流速，考虑能量损失hw
p1 1u1 p2 h1 g 2
2
2u 2 2
2
h 2 g hwg
1 1 2 2 p1 gh1 1 v1 p 2 gh2 2 v2 p 2 2
5
液体的流态和流速
vd Re
Re无量纲
物理意义
非圆管截面
Rv Re γ
6
液体的流态和流速 流体的连续方程
依据：质量守恒定律 • 液体在管内作恒定流动， 任取1、2两个通流截面， 根据质量守恒定律，在单 位时间内流过两个截面的 液体流量相等，即： ρ 1v 1 A1 = ρ 2 v 2 A2 不考虑液体的压缩性，则得 q =v A =常量 结论：流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面 的不可压缩流体的流量是不变的。因而流速与通流截 面的面积成反比。
液体动力的介绍
动量方程
X向动量方程： ∑Fx = ρq (β2v 2x-β1v1x) X向稳态液动力 ： F'x= -∑Fx = ρq (β1v1x-β2v2x) 结论：作用在滑阀阀芯上的稳态液动力总 是力图使阀口关闭。
2、4 管路中液体的压力损
失
目的任务：了解损失的类型、原因
掌握损失定义减小措 施
重点难点：两种损失减小措施
流速分布规律
结论：液体在圆管中作层流运动时， 速度 对称于圆管中心线并按抛物线规律 分布。 umin = 0 (r=R) umē = R2△p/4μl= d2 △p/16μl (r=0)
圆管层流的流量 ∵ dA = 2πrdr
∴ dq = udA =2πurdr = 2π(R2 - r2) △p/4μl 故 q =∫0R2π△p/4μl·(R2- r2)rdr =△pπR4/8μl =△pπd4/128μl
λ 2
2、4、2 局部压力损 失
定义 :液体流经管道的弯头、接头、突变
截面以及阀口 滤网等局部装置时， 液流会产生旋涡，并发生强烈的紊 动现象，由此而产生的损失称为局 部损失。
局部压力损失产生原 产生原因： 碰撞、旋涡（突变管、弯 因
管)产生附加摩擦 附加摩擦 — 只有紊流时才有，是由于 分子作横向运动时产生的 摩擦，即速度分布规律改 变，造成液体 的附加摩擦。
2、3、1、基本概念
流量和平均流速 流量—单位时间内流过某通流截面液体体积q dq = v/t = udA 整个过流断面的流量： q = ∫AudA 平均流速—通流截面上各点均匀分布假想流速 q = vA = ∫A udA v = q/A
液压缸的运动速度
A v
q=0 v=0 q q↑ v↑ q↓ v↓ 结论：液压缸的运动速度取决于进入液压 缸的流量，并且随着流量的变化而 变化。
液体动力学基础
液体动力学基础液体动力学是研究液体在力的作用下产生的运动规律的学科，它是流体力学的一个重要分支。
液体动力学研究的对象是无定形的液体，主要探讨液体的流动行为、压力、速度、体积以及与力的作用相关的各种现象和规律。
本文将介绍液体动力学的基础概念、运动方程和应用。
一、基本概念1. 流体和液体：流体是一个统称，包括液体和气体。
液体是具有一定形状和一定体积的物质，在合适的容器中能够自由流动。
液体具有流动性和固定体积性，分子间有较强吸引力。
2. 运动与静止：液体的运动可以分为静止和流动两种状态。
液体在静止状态下受重力作用，压强在液体中随深度增加而增大。
3. 流动速度和速度梯度：液体流动时，各点的流动速度可能不同。
速度梯度是液体在单位距离内速度的变化率，表示液体流动的快慢程度。
速度梯度越大，液体流动越迅速。
4. 流动性质：液体的流动方式有层流和湍流两种。
层流是指各层液体以不同速度顺序、有规律地流动。
湍流是指各层液体混合、速度随机分布的不规则流动。
二、运动方程液体动力学的基本运动方程主要包括连续性方程、动量方程和能量方程。
1. 连续性方程：液体流动时，单位时间内通过任意横截面的流动质量相等。
连续性方程可以用来描述液体的流动速度和流量的关系。
2. 动量方程：动量方程是研究液体流动时液体的动量守恒定律。
通过动量方程可以求解液体流动过程中的压力、速度等参数。
3. 能量方程：能量方程描述了液体流动过程中能量的变化情况。
它包括动能项、压力项和重力势能项，可以用来分析液体流动过程中的能量损失和转化。
三、应用液体动力学的研究在许多领域都有重要应用，如水力工程、流体机械、化工等。
1. 水力工程：液体动力学的研究可以应用于水坝、水电站、泵站等水利设施的设计和运营管理。
通过对液体的流动规律和力学特性的研究，可以保证水利工程的安全可靠运行。
2. 流体机械：液体动力学的研究对于流体机械的设计和优化具有重要意义。
例如液体泵、风机、水轮机等，都需要结合液体动力学的知识进行设计和改进，以提高效率和使用寿命。
防滴漏灌装嘴原理_理论说明以及概述
防滴漏灌装嘴原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述防滴漏灌装嘴是一种常见的灌装设备，它在液体灌装过程中起到防止液滴滴落的作用。
在工业生产和实验研究中，防滴漏灌装嘴被广泛应用于各个领域，包括化学、医药、食品等。
通过正确理解和应用防滴漏灌装嘴原理，可以提高生产效率，保证产品质量，并减少浪费。
1.2 文章结构本文将分为以下几个部分进行介绍和讨论。
首先，在第2部分中将详细说明防滴漏灌装嘴的原理，并列举设计要点和应用领域。
接下来，在第3部分中将对液体流动原理、动力学分析以及表面张力影响进行理论说明。
在第4部分中，将通过实验研究和案例分析来验证和应用上述理论，并给出相应的实验设计、方法、结果与数据分析以及案例总结。
最后，在第5部分中总结研究结果并提出存在问题和改进方向，并展望未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍防滴漏灌装嘴的原理和应用，并通过理论说明和实验研究来验证其效果和可行性。
通过对防滴漏灌装嘴的深入了解，读者可以更好地理解其工作原理，为实际生产或科研中选择合适的防滴漏灌装嘴提供指导。
此外，本文也将挖掘存在的问题，并提出改进方向，为未来的研究提供一定的参考。
2. 防滴漏灌装嘴原理：2.1 原理说明：防滴漏灌装嘴是一种用于液体灌装过程中防止滴漏的装置。
其基本原理是通过控制液体的流动和停止，有效阻止液体在倒出或停止倒出时产生的滴漏现象。
通常，防滴漏灌装嘴采用特殊设计的结构和材料，以确保在需要的时候能够精确地开启和关闭液体流动通道。
2.2 设计要点：设计防滴漏灌装嘴时需要考虑以下几个要点：首先，灌装嘴必须具有良好的密封性能，使得在不使用时封闭液体通道，避免液体外泄。
其次，灌装嘴应具备快速反应和精确控制的特点，确保在需要开始或停止流动时能够立即响应，并且能够稳定控制流量。
此外，在设计过程中还要考虑到适应各种不同类型和性质的液体。
因为不同液体的表面张力、黏度和流动性等属性可能不同，因此灌装嘴的结构和材料需要根据具体液体的特性进行匹配。
补偿器内压推力产生原理
补偿器内压推力产生原理补偿器内压推力是指在航空航天领域中，通过补偿器内的压力差产生的一种推力。
补偿器内压推力产生原理与流体力学和热力学相关，下面将对其进行详细解释。
1. 补偿器的结构和工作原理补偿器是航空航天器中的一种重要组件，主要用于调整航空航天器姿态、稳定和控制。
补偿器通常由一个或多个气室组成，其中填充有气体或液体。
补偿器的工作原理是通过改变气室内的压力来产生推力，从而实现对航空航天器的控制。
补偿器通常由一个或多个活塞和气室组成。
活塞可以在气室内移动，改变气室的容积。
当活塞向外移动时，气室的容积增大，气体的压力降低；当活塞向内移动时，气室的容积减小，气体的压力增加。
2. 压力差产生原理补偿器内压推力的产生是基于压力差的原理。
在补偿器内，通过改变气室内的压力差来产生推力。
当补偿器内的气室内的压力不均匀时，即存在压力差时，会产生一个推力。
推力的大小与压力差的大小成正比。
压力差越大，产生的推力越大。
3. 压力差的产生原因压力差的产生原因主要有两个方面：热力学效应和流体动力学效应。
3.1 热力学效应补偿器内的气体是由高温高压气体或液体填充的。
在气室内，气体由于受热膨胀，导致气室内的压力增加。
当气室内的压力不均匀时，即存在压力差时，会产生一个推力。
热力学效应是补偿器内压推力产生的主要原因之一。
它是由于气体膨胀导致的压力差，进而产生推力。
3.2 流体动力学效应补偿器内的气体是由高速流动的气体或液体填充的。
当气体或液体通过补偿器内的管道时，会产生流体动力学效应，导致气室内的压力不均匀。
流体动力学效应是补偿器内压推力产生的另一个重要原因。
当气体或液体通过补偿器内的管道时，会产生流动阻力，导致气室内的压力不均匀。
当气室内的压力不均匀时，会产生一个推力。
4. 推力的计算推力的大小可以通过以下公式计算：推力 = 压力差× 补偿器内气室的面积其中，压力差是指补偿器内的压力差，气室的面积是指补偿器内活塞的面积。
喷射器工作原理
喷射器工作原理引言概述：喷射器是一种常用的工具，广泛应用于各个领域，包括化工、农业、医疗等。
喷射器的工作原理是通过将液体或气体以高速喷射出来，实现特定的功能。
本文将详细介绍喷射器的工作原理，包括液体喷射器和气体喷射器两种类型。
一、液体喷射器的工作原理：1.1 压力驱动：液体喷射器通常使用压力来驱动喷射液体。
液体通过喷嘴的小孔，形成高速的喷射流。
这种喷射流的速度和形状可以通过调整喷嘴的尺寸和形状来控制。
1.2 流体动力学：液体在喷射器内部经历了一系列的流体动力学过程。
首先，在喷嘴的进口处，液体受到压力的作用，增加了其动能。
然后，液体通过喷嘴的收缩段，速度进一步增加，形成高速流动。
最后，在喷嘴的出口处，液体经过膨胀，速度减小，形成喷射流。
二、气体喷射器的工作原理：2.1 压缩空气：气体喷射器通常使用压缩空气作为动力源。
压缩空气通过喷嘴的小孔，形成高速的气流。
喷嘴的尺寸和形状可以调整，以控制气流的速度和形状。
2.2 能量转换：在喷嘴内部，压缩空气经历了能量转换的过程。
首先，压缩空气进入喷嘴的收缩段，速度增加，形成高速气流。
然后，在喷嘴的出口处，气体经过膨胀，速度减小，形成喷射流。
2.3 控制装置：气体喷射器通常配备有控制装置，用于调整喷射流的速度和形状。
这些控制装置可以是阀门、喷嘴或其他机械装置，通过改变气流的通道和形状，实现喷射流的控制。
三、喷射器的应用领域：3.1 化工领域：喷射器在化工领域中广泛应用于液体混合、喷涂和清洗等工艺。
通过调整喷射器的参数，可以实现不同液体的混合比例和喷涂效果。
3.2 农业领域：喷射器在农业领域中用于农药和肥料的喷洒。
喷射器可以将液体均匀地喷洒在农田中，提高农作物的生长效果。
3.3 医疗领域：喷射器在医疗领域中用于药物的喷雾给药。
通过喷射器产生的细小颗粒，药物可以更好地被人体吸收，提高治疗效果。
四、喷射器的发展趋势：4.1 自动化控制：随着科技的进步，喷射器的自动化控制能力不断提高。
液体动力学
P1-P2=△P=ΔPw
15
第二章 液压流体力学基础
第三节 液体动力学基础
注意:
（1）选取两个计算截面,一个设在已知参数的断面上，另 一个设在所求参数的断面上；
（2）断面1、2需顺流向选取（否则Δp w为负 值），且应 选在缓变的过流断面上;
（3）断面中心在基准面以上时，h取正值；反之取负值。 通常选取特殊位置的水平面作为基准面。
第三节 液体动力学基础
8.圆形管道雷诺数： Re = dv/ν Re<Rec为层流
临界雷诺数Rec：判断液体流态依据 < Re > Rec为紊流
雷诺数物理意义：液流的惯性力对粘性力的无因次比
注：光滑金属圆管的临界雷诺数Rec=2320
8
第二章 液压流体力学基础
第三节 液体动力学基础
连续性方程
——质量守恒定律在流体力学中的应用
第二章 液压传动基础知识
第三节 液体动力学基础
流动状态ห้องสมุดไป่ตู้
液体动力学研究液体 流动时的力学规律和 这些规律的实际应用
运动规律
能量转换
第二章 液压传动基础知识
第三节 液体动力学基础
1.理想液体：既无粘性又没有压 缩性的液体
2.恒定流动：液体中任一点的压 力、速度和密度都不随时间变化
3.非恒定流动：液体中任一点 ，只要压力、速度和密度有一 个随时间发生了变化
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第二章 液压流体力学基础
第三节 液体动力学基础
A1
1/2mv12
ρgh1 p1
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A2 1/2mv22
ρgh2 p2
第二章 液压流体力学基础
第三节 液体动力学基础
水动力学及习题经典讲解
流线的性质：
a.同一时刻的不同流线，不能相交。因为根据
流线定义， 在交点的液体质点的流速向量 应同时与这两条流线相切，即一个质点有两个 速度向量，这显然矛盾的、不成立的。
b.流线不能是折线，而是一条光滑的曲 线。因为流体是连续介质，各运动要素 是空间的连续函数。
c.流线簇的疏密反映了速度的大小（流 线密集的地方流速大，稀疏的地方流速 小）。因为对不可压缩流体，元流的流 速与其过水断面面积成反比。
2、恒定流和非恒定流 （1）恒定流（steady flow）：又称定常流，是指流场中的空 间点上各水力运动要素均不随时间而变化。
➢ 对于恒定流来说：
三者都等于0。
注意: 严格的恒定流只可能发生在层流，在紊流中，由于流 动的无序，其流速或压强总有脉动，但若取时间平均流速 （时均流速）U(或V)，若其不随时间变化，则认为该紊流 为恒定流。
• 若水箱中的水位就逐渐下降，水箱和管道同一点流体质点的压强和速 度都逐渐减小，流股的形状（虚线）也逐渐向下弯曲。因此，在非恒 定流动中，运动流体中任一点流体质点的流动参数(压强和速度等)随
时间而变化，当地加速度和迁移加速度都不为零。
在水位恒定的情况下：
（1）由于AA′段是等径管，流体流经AA′段不存在
• 流场运动要素是时空（x,y,z,t）的连续函数
p p(x, y, z,t)
u u(x, y, z,t)
v v(x, y, z,t)
w w(x, y, z,t)
x，y，z，t 称为欧拉变数 （量）
z
t 时刻
M （x，y，z） O
x
➢在工程流体力学中多采用欧拉法。
y
u u(x, y, z,t) v v(x, y, z,t) w w(x, y, z,t)
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伯努利方程揭示了液体流动过程中的能量变化规律。它指出，对于流动的液体来说，如 果没有能量的输入和输出，液体内的总能量是不变的。它是流体力学中一个重要的基本方程。 它不仅是进行液压传动系统分析的基础，而且还可以对多种液压问题进行研究和计算。
3．2．4动量方程
动量方程是动量定律在流体力学中的具体应用。在液压传动中，要计算液流作用 在固体壁面上的力时，应用动量方程求解比较方便。 刚体力学动量定律指出，作用在物体上的外合力等于物体在力作用方向上单位时间内 动量的变化量，即：
连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式。 如图2．9所示的液体在具有不同横截面的任意形状管道中作定常流动时，可任取1、2两 个不同的通流截面，其面积分别为A1和A2，在这两个截面处的液体密度和平均流速分别为ρ 1、 v1和ρ 2、v2，根据质量守恒定律，在单位时间内流过这两个截面的液体质量相等，即：
3．2 液体动力学 3．2．1 基本概念
1．理想液体、定常流动和一维流动 理想液体：一般把既无粘性又不可压缩的假想液体称为理想液体。
定常流动：液体流动时，如果液体中任一空间点处的压力、速度和密度等都不 随时间变化，则称这种流动为定常流动（或稳定流动、恒定流动）；反之，则称为 非定常流动。
一维流动：当液体整个作线形流动时，称为一维流动；当作平面或空间流动时 ，称为二维或三维流动。
式（2．17）就是仅受重力作用的实际液体在流管中作平行（或缓变）流动时的伯努利 方程。它的物理意义是单位重力液体的能量守恒。其中hw为单位重力液体从截面A1流到截面A2 过程中的能量损耗。 在应用上式时，必须注意p和z应为通流截面的同一点上的两上参数，特别是压力参数p 的度量基准应该一样，如用绝对压力都用绝对压力，用相对压力都用相对压力，为方便起见， 通常把这两个参数都取在通流截面的轴心处。 在液压系统的计算中，通常将式（2．17）写成另外一种形式，即：
2．流线、流管和流束
流线：流线是流场中一条一条 的曲线，它表示同一瞬时流场中各质 点的运动状态，如图2．7a所示。
流管：在流场中给出一条不属 于流线的任意封闭曲线，沿该封闭曲 线上的每一点作流线，由这些流线组 成的表面称为流管，如图2．7b所示。
流束：流管内的流线群称为流 束，如图2．7c所示。
3．通流截面、流量和平均流速 通流截面：在流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。在液压传动系统中，液体 在管道中流动时，垂直于流动方向的截面即为通流截面，也称为过流断面。 流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量，简称为流量。流量以q 来表示，单位为m3/s或L/min。由流量定义得，q=V/t，其中V是液体的体积，t是时间。 当液流通过如图2．8a所示的微小通流截面dA时，液体在该断面上各点的速度u可以认 为
ρ1v1 A1=ρ2v2A2 当忽略液体的可压缩性时，即ρ1= ρ2时，则有 q1=q2 或 q=vA=常数（count)
这就是液体在同一连通管道中作定常流动的连续性方程。
3．2．3伯努利方程
伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式。
式（2.12）或式（2.13）就是理想液体微小流束作恒定流动时的伯努利方程或能量方程。 理想液体伯努利方程的物理意义是：理想液体作恒定流动时具有压力能、位能和动能三 种能量形式，在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换，但三者之和为一定值，即能 量守恒。
根据上式可求得作用在滑阀阀芯上的稳态液动力，同时可以证明该稳态液动力总是 企图关闭阀口。当液流反程 实际液体在流动时，由于液体存在粘性，会产生内摩擦力，消耗能量；同时，管道局部形 状和尺寸的骤然变化，使液体产生扰动，也消耗能量。因此，实际液体流动有能量损失，这里 可设图2．11中微元体从截面1流到截面2损耗的能量为h’w，则实际液体微小流束作恒定流动时 的伯努利方程为：
将动量定律应用于流体时，必须在任意时刻t时从流管中取出一个由通流截 面A1和A2围起来的液体控制体积，如图2．15所示。这里，截面A1和A2是控制 表面。在此控制体积内取一
式（2.21）即为流体力学中的动量定律。等式左边ΣF为作用于控制体积内液体上外力 的矢量和；而等式右边第一项是使控制体积内的液体加速（或减速）所需的力，称为瞬态 液动力，等式右边第二项是由于液体在不同控制表面上具有不同速度所引起的力，称为稳 态液动力。 对于作恒定流动的液体，式（2．21）右边第一项等于零，于是有：
dq= μ dA
则流过整个通流截面A的流量：
q=∫Aμ dA
平均流速：如图2．8b所示， 平均流速v是假设通过某一通流 截面上各点的流速均匀分布， 液体以此均布流速v流过此通流 截面的流量等于以实际流速u流 过的流量，即
q=∫AμdA
由此可以得出通流截面A的平均流速：
v = q / A
3．2．2连续性方程