第一章液压流体力学基础
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于治明主编液压传动课件第一章 流体力学基础
静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。 静止液体在微小面积上所受的内法线方向的法向力， 该点的压力为。 （3-1） 静压力性质： 静压力垂直于承压面，其方向和该面的内法线方向一致。 静止液体内任意一点所受到的压力在各个方向上都相等。
• 压力及其性质： 质量力：力的作用反映在液体内部每一个质点上。如重力、惯性力、离心力等。质量力的大小 和液体的质量成正比。 表面力：力的作用反映在外部表面或内部截面上。表面力的大小和作用面积成正比。如液体边 界上的大气压力，液体内部各部分之间相互作用的压力、内摩擦力等。 单位质量力数值上等于加速度。 单位面积上作用的表面力称为应力。 法向应力和切向应力 液体在单位面积上所受的内法线方向的法向应力称为压力。
压力为p时液体的运动粘度
p
大气压力下液体的运动粘度
a
(1 9)
（5）气泡对粘度的影响
b 0 (1 0.015b)
b为混入空气的体积分数 混入b空气时液体的运动粘度
不含空气时液体的运动粘度
0
b
（三）、选用与维护
1、工作介质的选择 品种、粘度 2、工作介质的使用和维护 1）污染物种类及其危害 固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物 污染能量。 2）污染原因 3）污染物等级 指单位体积工作介质中固体颗粒污染物的含 量，即工作介质中固体颗粒的浓度。 ISO4406:1987,1999
一、基本概念
（一）、理想液体、恒定流动和一维流动
既无粘性不可压缩的假想液体，称为理想液体。 液体流动时，液体中任意点处的压力、速度和密度都不随 时间而变化，液体作恒定流动。
只要压力、速度或密度有一个随时间变化，液体作非恒 定流动。当液体整体作线性流动时，称为一维流动。
（二）、流线、流束和通流截面
《液压流体力学》课件
素质目标
培养学生对工程问题的敏感性 和创新性，提高分析和解决问 题的能力。
情感态度与价值观
培养学生对工程科学的兴趣和 热爱，树立严谨的科学态度和
求真务实的精神。
02
CATALOGUE
液压流体力学基础
流体性质
01
流体的定义与分类
流体的定义、流体分类（理想流 体、实际流体）
02
流体的物理性质
03
流体的流动状态
流体动力学基本方程
连续性方程、伯努利方程、动量方程等
流体动力学基本定理的应用
伯努利定理的应用、动量定理的应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等
03
CATALOGUE
液压系统工作原理
液压泵的工作原理
液压泵是液压系统的动力源， 它利用机械能将油液从低压区 泵送到高压区，为系统提供动
力。
液压泵的主要类型有齿轮泵、 叶片泵、柱塞泵等，它们的工 作原理略有不同，但基本原理 都是利用容积变化来吸入和排
技术发展。
安全问题
液压系统存在一定的安全风险，如泄 漏、过载等，需要采取有效措施确保
系统安全运行。
维护和保养
液压系统的维护和保养需要专业知识 和技能，对维护人员的技术水平要求 较高。
成本压力
随着市场竞争的加剧，液压系统的成 本压力也不断增加，需要采取有效措 施降低成本。
未来液压技术的发展方向
高效节能技术
液压缸的工作原理主要是利用液体的压力传递来推动活 塞运动，从而驱动负载进行运动。
液压缸的主要类型有单杆活塞缸、双杆活塞缸、柱塞缸 等，它们的工作原理基本相同。
液压缸的性能参数包括推力、速度、行程等，这些参数 的选择直接影响着液压系统的性能和设计要求。
第1章 液压流体力学基础
作业：1-16
1-17
二、流体平衡微分方程 1 欧拉平衡方程 1755年 Euler
z(铅垂方向) dx
dy
p dx (p )dydz x 2
fz
fy fx z y
dz
y
p dx (p )dydz x 2
x
x
根据牛顿第二定理: Fx 0
1 p fx 0 x
1 p 0 类似地： f y y 1 p fz 0 z
3、进行压力损失计算时应注意哪些问题？
作业：
P48：1-14
q =K A
m △P
液压冲击动画演示
思考题：
1、在工程实际中，如何应用薄壁小孔、厚壁小
孔和细长孔？为什么？ 2、在液压系统中，如何有效控制泄漏？ 3、液体流经缝隙的流量与哪些因素有关？ 3、液压冲击和气穴现象产生的原因，有何危害？ 如何预防？
P
P
p
弹簧
液体(密闭)
注意：
*当油液中混有空气时，其压缩性会显 著地增加，并将严重影响液压系统的工 作性能。故在液压系统中尽量减少油液 中的空气含量。
牛顿内摩擦定律
思考题
1、试述油液粘性的定义和牛顿内摩擦定律。 2、液压油的牌号是怎样规定的？说明N32、N12 的含义。 3、影响油液粘度的主要因素是什么？ 4、试述选用液压油的依据和原则，防止液压油污染 的措施。
一、液体静压力及其特性
1. 作 用 于 流 体 上 的 力
作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。 ① 质量力: 指与流体质量成正比的力。
直线：
如：重力、惯性力
离心：
F ma F mr
② 表面力: 指与流体的作用面积成正比的力。 如：固体壁面对液体的作用力，液体表面上气体的作用力等 外力
第一章液压流体力学基础
理想流体的伯努利方程
p1 /ρ + Z1g + v12 / 2 = p2 /ρ + Z2g + v22 / 2 在管内作稳定流动的理想流体具有压力能，势能和 动能三种形式的能量，它们可以互相转换，但其总和不 变，即能量守恒。
第一章 液压流体力学基础
第三节 液体动力学
实际流体的伯努利方程
p1/ρ + Z1g+α1v12/ 2= p2 /ρ+ Z2g+α2 v22/ 2 + hwg
第一章 液压流体力学基础
第四节 管道流动
Δpξ= ξρv 2 / 2 (ξ读音：克西）
ξ为局部阻力系数，具体数值可查有关手册。
液流流过各种阀的局部压力损失可由阀在额定压力 下的压力损失Δps来换算： Δpξ= Δps（q / qs ）2 整个液压系统的总压力损失应为所有沿程压力损失
和所有的局部压力损失之和。
F表示：内摩擦力
第一章 液压流体力学基础
1. 液压油液的性质
运动粘度ν=μ/ρ,没有明确的物
理意义,但是工程实际中常用的物
理量。
相对粘度又称条件粘度，我 国采用恩氏粘度（°E）。
粘度随着温度升高而显著下
降（粘温特性）。 粘度随压力升高而变大（粘 压特性）。
第一章 液压流体力学基础
1. 液压油液的性质
实际流体存在粘性，流动时存在能量损失，hw 为单 位质量液体在两截面之间流动的能量损失。 用平均流速替代实际流速， α为动能修正系数。 注意：
1）截面1，2顺流向选取。
2）Z和P为通流截面的同一点的两个参数。
第一章 液压流体力学基础
第三节 液体动力学
4、动量方程
动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用，用
第1章 液压流体力学
200ml 温度为T 的被测液体，流经恩氏黏度计小孔（φ2.8mm）所用
时间t1，与同体积20度的水通过小孔所用时间t2之比。称为被测液体
在温度T 下的恩氏黏度。
oE
t1
t2
单位：无量纲
恩氏黏度计
黏度与温度和压力的关系：
黏温特性：黏度随温度变化而变化的性质。
∵温度t↑，内聚力F↓， ∴黏度μ↓
1）力求减少外来污染。液压元件、油箱和各种管件在组装前后必须 严格清洗，油箱通大气处要加空气过滤器，向油箱灌油应通过过滤器， 拆装维护液压元件应在无尘区进行。
2）滤除液压系统产生的杂质。应在液压系统的有关部位设置适当的 过滤器，并且要定期检查、清洗和更换过滤器的滤芯。应采用适当措 施（如水冷、风冷等）控制液压系统的工作温度，以防止温度过高， 造成工作介质氧化变质，产生各种生成物。
抗磨液压油
L—HM L—HZ油加添加剂，改善抗磨特性，适用于工程机械、车辆的液压系统。
低温液压油 矿
L—HV
油 高黏度指数液压油 L—HR 型
Z—HM油加添加剂，改善黏温特性，可用于环境温度在—20℃～—40℃的高压系统。
L—HL油加添加剂，改善黏温特性，VI值达175以上，适用于对黏温特性有特殊要求的低 压系统，如数控机床的液压系统
剪切应力： τ = F μ du A dy
μ=
τ du
τ dy du
dy
动力黏度是一种绝对黏度，具有物理意义。
因为它的单位中有动力学的要素，所以称为动力黏度。
动力黏度的SI（国际制单位）制单位：Pa·s；
CGS（高斯制单位）制单位：P(泊)、cP(厘泊)
换算关系：1Pa·S=10P=103cP
1.2液体的可压缩性
北航流体力学与液压传动-液压传动复习
第一章 液压油及液压流体力学基础第一节 液压油一． 基本物理性质1. 油的密度和重度密度 ρ ：单位体积流体内所含有的质量。
均质液体： 非均质液体： 重度 γ ：单位体积流体内所含有的重量。
均质液体： 非均质液体： 常用值：ρ油 = 900 kg/m 3 , .γ油 = 8.8⨯103 N/m 32. 油的压缩性(1) 压缩性：液体受压而使其体积减小的特性，用压缩系数κ来表示。
体积弹性模量K ：压缩系数κ的倒数.常用值：K 油 = 0.7 ⨯109 N/m 2Vm=ρVmV ∆∆=→∆0lim ρVG V ∆∆=→∆0lim γgV mgV Gργ===dpdVV dp V dV⋅-=⋅-=11κdVdpV K ⋅-==κ1一般液压系统的静态分析和计算时，可以不考虑其压缩性3.油的粘性（1）粘性的意义液体在外力作用下流动时，液体分子之间的内聚力会阻碍其分子间的相对运动，而产生内摩擦力，这一特性称作液体的粘性。
（2）油的粘度液体的粘性用粘度来表示。
常用的粘度：动力粘度、运动粘度和相对粘度①动力粘度μ（绝对粘度）物理意义：当速度梯度等于1时，接触液体层间单位面积上的内摩擦力。
国际单位SI：N⋅s/m2，简称：Pa⋅s，工程单位CGS：dyn⋅s/cm2，简称：P (泊)。
换算关系：1Pa⋅s = 10 P =103cP②运动粘度ν国际单位SI：m2/s；ρμν=dudyτμ=工程单位CGS ：cm 2/s ，简称：St(斯)。
mm 2/s ，简称：cSt(厘斯)。
换算关系：1m 2/s = 104cm 2/s = 104 St = 106 cSt10号机械油：该油在50︒时运动粘度的平均值为10mm 2/s ，ν50=10cSt相对粘度以相对于水的粘度大小来度量油的粘度大小，︒E t = t 油/t 水 恩氏粘度。
为了理论分析和计算而引出。
（3） 粘度与压力的关系p νp ν一般液压系统的压力较低，可以认为不变；当压力较大 p >100bar ，则需考虑。
《液压流体力学基础》课件
流体静压力测量的重要性
了解流体的静压力特性对于工程实践和科学研究具有重要意义。
流体静压力测量的方法
常用的流体静压力测量方法包括压强计法、压力传感器法等。
流体静压力测量仪器的选择
根据实际测量需求，选择合适的流体静压力测量仪器，并确保其精 度和可靠性。
03
流体动力学基础
流体动力学基本概念
流体
在任何外力作用下能 保持其空间位置和运 动轨迹的物质。
局部水头损失
由于流体流经管道的弯头、阀门等局部障碍物时，流速方向和速度大小发生变化 ，导致水头损失。局部水头损失的计算需要考虑具体局部障碍物的形状、尺寸和 流体流速等因素。
05
液压元件与系统
液压泵的工作原理与性能
液压泵的工作原理
液压泵是液压系统的动力源，它依靠 密封容积的变化来吸入和排出液体， 从而将机械能转换为液体的压力能。
动量守恒方程
单位时间内流体微元体动量的变 化，等于作用在该微元体上的外 力之和。
能量守恒方程
单位时间内流体微元体内能量的 增加，等于同一时间间隔内流入 该微元体的净热流量与各种流动 功率所做的功之和。
流体动力学方程的应用
流体静力学问题
研究流体在静止状态下的平衡规律及其作用力 的问题。
流体动力学问题
航空液压系统
在航空领域，液压系统用于控制飞 机的起落架、襟翼等关键部件，对 于飞机的安全运行至关重要。
液压系统的维护与保养
定期检查液压元件
定期对液压泵、液压阀、液压缸等元 件进行检查，确保其正常工作，及时 更换损坏的元件。
保持液压油的清洁
定期过滤或更换液压油，防止油液中 的杂质对元件造成磨损或堵塞。
水头损失的计算
摩擦水头损失
液压流体力学基础PPT课件
四、液体稳定流动时的动量方程
第2页，此课件共30页哦
一、几个基本概念
1、稳定流动和非稳定流动
液体流动时，若液体中任何一点的压力，流速和密度
都不随时间变化，这种流动称为稳定流动。反之，压力
，流速随时间而变化的流动称为非稳定流动。如图所示
，从水箱中放水，
如果水箱上方有一补充水源
，使
水位H保持不变，则水箱下部出水
并以速度c向A传播。
此后B处压力
降低p，形成压力降波，
并向A传
播。而后当A处先恢复初始压
力，
压力波又传向B。则如此循环使液
流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。
第26页，此课件共30页哦
图 2-26 水 锤 现 象 分 析
让我们计算阀门关闭时的最大压力升高值p。设管
路断面积为A1，管长为l，压力波从B传到A的时间为t，
(
注：hw—以水头高度表示的能量损失。)
当管道水平放置时，由于z1=z2，方程可简化为： P1/ρg+V12/2g=P2/ρg+V22/2g+hw
当管道为等径直管且水平放置时，方程可简化为：
P1/ρg= P2/ρg+hw
第10页，此课件共30页哦
3.伯努利方程应用举例
(1) 计算泵吸油腔的真空度或泵允许的最大吸油高度
第19页，此课件共30页哦
一、液体的流态
层流：液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运 动，既液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。如 图所示。
紊流: 液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向运动，
呈现紊乱混杂状态。
雷诺系数 RC=V.D/
第20页，此课件共30页哦
二、沿程压力损失
油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示：
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一、几个基本概念
1、稳定流动和非稳定流动
液体流动时，若液体中任何一点的压力，流速和密度
都不随时间变化，这种流动称为稳定流动。反之，压力
，流速随时间而变化的流动称为非稳定流动。如图所示
，从水箱中放水，
如果水箱上方有一补充水源
，使
水位H保持不变，则水箱下部出水
并以速度c向A传播。
此后B处压力
降低p，形成压力降波，
并向A传
播。而后当A处先恢复初始压
力，
压力波又传向B。则如此循环使液
流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。
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图 2-26 水 锤 现 象 分 析
让我们计算阀门关闭时的最大压力升高值p。设管
路断面积为A1，管长为l，压力波从B传到A的时间为t，
(
注：hw—以水头高度表示的能量损失。)
当管道水平放置时，由于z1=z2，方程可简化为： P1/ρg+V12/2g=P2/ρg+V22/2g+hw
当管道为等径直管且水平放置时，方程可简化为：
P1/ρg= P2/ρg+hw
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3.伯努利方程应用举例
(1) 计算泵吸油腔的真空度或泵允许的最大吸油高度
第19页，此课件共30页哦
一、液体的流态
层流：液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运 动，既液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。如 图所示。
紊流: 液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向运动，
呈现紊乱混杂状态。
雷诺系数 RC=V.D/
第20页，此课件共30页哦
二、沿程压力损失
油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示：
液压流体力学基础课件
液体动力学基本概念
理想液体
把假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想 液体。相反则为实际液体。
恒定流动
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，亦称为定常流 动或非时变流动。
通流截面
垂直于流动方向的截面，也称为过流截面。
流量
单位时间内流过某一通流截面的液体体积， 流量以q表示，单位为 m3/s 或 L/min。
管道流动的沿程压力损失
沿程压力损失：液体在等直径管中流动时因粘性摩擦而产生
的压力损失 层流时的沿程压力损失 ：液流在层流流动时，液体质点作有 规则的运动。
流量、平均流速
紊流时的沿程压力损失 ：
Δpλ =λ（l /d）ρv 2 /2 λ除了与雷诺数有关外，还与管壁的粗糙度有关。 λ= f（Re，Δ/ d ），Δ为管壁的绝对粗糙度，Δ/d 为相对 粗糙度。 Δ 的值与管道的材料有关。 紊流中的流速分布比较均匀，其最大流速为 u≈(1~1.3)v 钢管0.04mm 铜管0.0015～0.01mm 铝管0.0015～0.06mm 橡胶软管0.03mm
作用在大活塞上的负载F1形成液体压力 p= F1/A1 由帕斯卡原理知：小活塞处的压力亦为p，若小活塞 面积为A2，为防止大活塞下降，在小活塞上应施 加的力 F2= pA2= F1A2/A1
由此可得 液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变
力的方向。 液体内的压力是由负载决定的。
静压力对固体壁面的作用力
∑F = Δ（m u）/Δt = ρq（u2 - u1） 作用在液体控制体积上的外力总和等于单位时间内流出控制表面 与流入控制表面的液体的动量之差。 应用动量方程注意：F、u是矢量；流动液体作用在固体壁面上的 力与作用在液体上的力大小相等、方向相反。
南京理工大学 液压与气压传动 第一章 流体力学基础
m2
/s
9
南京理工大学 机械工程学院
温度对粘度的影响：温度升高，粘度下降。称为液体 的粘-温特性。粘-温特性常用粘度指数Ⅴ.Ⅰ来度量。 粘度指数Ⅴ.Ⅰ表示液体的粘度随温度变化的程度与标 准液体的粘度变化程度之比。粘度指数高，粘度随温 度变化小，其粘-温特性好。
10 南京理工大学 机械工程学院
压力对液体粘性的影响
表压力=绝对压力-大气压力
真空度=大气压力-绝对压力
23 南京理工大学 机械工程学院
例：图示充满油液的容器，作用在活塞上的力为F=1000N，活塞 面积A=1×10-3m2，忽略活塞质量。试问活塞下方0.5m处的压力是 多少？油液的密度 ρ =900kg/m3。
解：与活塞接触的液面处的压力为： p0 = F/A=1000/(1×10-3)=106N/m2 h=0.5m深处的压力： p =p0+ ρ gh=106+900×0.5×9.8 =1.0044 ×106（Pa）≈ 1MPa
（二）物理性质
（2）可压缩性：液体因受压力增高而体积缩小的性质。 液体压缩率k：液体在单位压力变化下的体积相对变化量。
1 V k
p V0
其中：压力p0时体积为V0，压力增加Δp，体积减小ΔV，因压力 变化与体积变化方向相反，要加“-”。
体积（弹性）模量K：液体压缩率k的倒数。
K
1 k
p V
V0
3 南京理工大学 机械工程学院
基本功能： 传动 润滑 冷却 防锈 为使液压系统长期保持正常工作性能，
对介质的要求：
可压缩性小，粘度适当，润滑性好，安定性好，防锈抗腐， 抗泡沫，抗乳化，洁净性，相容性好，阻燃性好，无毒无味等 使用最广泛的液压液为石油基液压油（润滑油+添加剂）
液压与气压传动课件-PPT
2、实际流体的伯努利方程：
由于实际流体具有粘性，流动时必然产生内摩擦力且 造成能量的损失，使总能量沿流体的流向逐渐减小， 而不再是一个常数；另一方面由于液体在管道过流截 面上的速度分布并不均匀，在计算中用的是平均流速， 必然会产生误差，为了修正这一误差引入了动能修正
系数α 。
所以，实际的伯努利方程应为
•由此可知动力粘度μ ：是指它在单位速度梯 度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度μ的单位：
CGS制中常用 P（泊） 1cP（厘泊）=10-2 P （泊）
SI单位： Pa·s（帕·秒） 1 Pa·s =1 N·s/m2
换算关系： 1 Pa·s =10 P =103 cP
（2） 运动粘度ν ：
第一节 液压油液
在液压系统中，最常用的工作介质是 液压油，液压油是传递信号和能量的工作 介质。同时，还起到润滑，冷却和防锈等 方面的作用。液压系统能否可靠和有效地 工作，在很大程度上取决于液压油。
一、液压油液的性质
（一）密度和重度： 密度ρ：单位 Kg/m3
对匀质液体：单位体积内所含的质量。 ρ = m/V
1）静止液体内某点处的压力由两部分组成：一部分是液体
表面上的压力p0，另一部分是ρg与该点离液面深度h的
乘积。
2）静止液体内的压力沿液深呈直线规律分布。
3）离液面深度相同处各点的压力都相等，压力相等的点组 成的面叫等压面。
同一种液体于连通器内
空气 水
连通但不是同一种液体
汞
水
（二）压力的表示法及单位：
1bar＝105N/m2
例1：已知ρ=900kg/m3 , F=1000N,
A=1 ×10-3 m2 , 求h=0.5m处的静压力p=?
液压知识点
第一章液压流体力学基础复习内容1、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？2、液压传动系统的组成和作用各是什么？目的任务1、了解油液性质、静压特性、方程、传递规律2、掌握静力学基本方程、压力表达式和结论重点难点1、液压油的粘性和粘度2、粘温特性3、静压特性4、压力形成5、静力学基本方程1.1 液压油1.1.1 液压油的物理性质一、液体的密度密度是单位体积液体的质量。
ρ=m/v (kg/m3)密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略，一般取ρ=900kg/m3。
二、液体的粘性1、粘性的物理本质液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力，导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性。
或：流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质。
内摩擦力表达式 F =μA du/dy 因为液体静止时，du/dy=0，所以静止液体不呈现粘性。
牛顿液体内摩擦定律：液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度成正比。
2、粘度粘度是衡量粘性大小的物理量。
液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力会阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。
这一特性称作液体的粘性。
粘性的大小用粘度表示，粘性是液体重要的物理特性,也是选择液压油的主要依据。
（1）动力粘度μ图2-1 液体粘性示意图 公式 ∵ τ=F/A=μ·du/dy （N/m 2）∴ μ=τ·dy/du （N·s/m 2）动力粘度物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上内摩擦力。
动力粘度单位：国际单位（SI 制）中：帕·秒（Pa·s ）或牛顿·秒/米2（N·s/m 2）； 以前沿用单位（CGS 制）中：泊（P ）或厘泊（CP ），达因·秒/厘米2（dyn·s/cm 2） 换算关系：1Pa·s=10P=103 CP（2）运动粘度ν动力粘度μ与液体密度ρ之比值叫运动粘度。
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2021/2/8
第一章液压流体力学基础
2
第一节 工作介质
其实，能够同时满足上述各项要求的理想的工作介质是不存在的。液压系 统中使用的工作介质按国际标准组织（ISO）的分类如表1－1所示。目前90％ 以上的液压设备采用石油基液压油液。基油为精制的石油润滑油馏分。为了 改善液压油液的性能，以满足液压设备的不同要求，往往在基油中加入各种 添加剂。
2021/2/8
第一章液压流体力学基础
9
第一节 工作介质
3）相对粘度 相对粘度是根据特定测量条件制定的，故又称条件粘度。测量条 件不同，采用的相对粘度单位也不同。如恩氏度ºE（中国、德国、前苏联）、 通用赛氏秒SUS（美国、英国）、商用雷氏秒R1S（英国、美国）和巴氏度ºB （法国）等。
恩氏粘度用恩氏粘度计测定，即将200mL温度为t℃的被测液体装入粘度计的 容器内，由其底部2.8mm的小孔流出，测出液体流尽所需时间t1，再测出相同 体积温度为20℃的蒸馏水在同一容器中流尽所需的时间t2；这两个时间之比即为 被测液体在t℃下的恩氏粘度，即
2021/2/8
第一章液压流体力学基础
1
第一节 工作介质
（4）安定性，不因热、氧化或水解而变质，剪切稳定性好，使用寿命长。 （5）防锈和抗腐蚀性，对铁及非铁金属的锈蚀性小。 （6）抗泡沫性，介质中的气泡容易逸出并消除。 （7）抗乳化性，除含水液压液外的油液，油水分离要容易。 （8）洁净性，质地要纯净，尽可能不含污染物，当污染物从外部侵入时能 迅速分离。 （9）相容性，对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性。 （10）阻燃性，燃点高，挥发性小，最好具有阻燃性。 （11）其他对工作介质的其他要求还有：无毒性和臭味；比热容和热导率 要大；体胀系数要小等。
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第一节 工作介质
3．粘性 （l）粘性的表现液体在外力作用下流动时，分子间内聚力的存在使其流动受
到牵制，从而沿其界面产生内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。
Ff
A du
dy
Ff du
A dy
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第一章液压流体力学基础
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第一节 工作介质
（2）粘性的度量 度量粘性大小的物理量称为粘度。常用的粘度有三种：即动 力粘度、运动粘度、相对粘度。
一、静压力及其特性
limF
p A0 A
p F A
我国采用法定计量单位Pa来计量压力，1Pa＝1N/m2。液压技术中习惯用 MPa，1MPa=106Pa。
液体静压力有两个重要特性：
1）液体静压力垂直于承压面，其方向和该面的内法线方向一致。这是由 于液体质点间的内聚力很小，不能受拉只能受压之故。
2）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等。如果某点受到 的压力在某个方向上不相等，那么液体就会流动，这就违背了液体静止的 条件。
由于空气的可压缩性很大，因此当工作介质中有游离气泡时， K值将大大减小，且起始压力的影响明显增大。但是在液体内 游离气泡不可能完全避免，因此，一般建议石油基液压油 K的 取值为（0. 7～1. 4）103MPa，且应采取措施尽量减少液压系 统工作介质中的游离空气的含量。
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第一章液压流体力学基础
第一章液压流体力学基础
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第一节 工作介质
一般情况下，工作介质的可压缩性对液压系统性能影响不大， 但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压机构 时，则必须予以考虑。
石油基液压油的体积模量与温度、压力有关：温度升高时， K值减小，在液压油正常工作温度范围内，K值会有5％～25％ 的变化；压力增加时，K值增大，但这种变化不呈线性关系， 当p＞3MPa时，K值基本上不再增大。
l）动力粘度 其量值等于液体在以单位速度梯度流动时，单位面积上的内
摩擦力，Pa•s或N •s /m2
/ du
dy
2）运动粘度 m2/s
/
黏度等级
VG10 VG15 VG22 VG32
40C时黏度平均值
10 15 22 32
40 C时黏度范围
9.00~11.0 13.5~16.5 19.8~24.2 28.8~35.2
添加剂有两类：
一类是改善油液化学性能的，加抗氧化剂、防腐剂、防锈剂粘剂、抗磨剂、防爬剂等。
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第一章液压流体力学基础
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第一节 工作介质
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第一节 工作介质
（二）物理性质 1．密度 单位体积液体所具有的质量称为该液体的密度，即
液体压缩率k
k 1 V p V0
液体压缩率k的倒数，称为液体体积模量
20C，一个大气压
K1k VpV0
介质种类
体积模量K/MPa
石油基液压油 水包油乳化液 油包水乳化液 水－乙二醇液压液 磷酸酯液压液
（1.4～2）103 1.95103 2.3103 3.45103 2.65103
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第一节 工作介质
一、液压传动介质
（一）基本要求与种类 液压传动及控制所用的工作介质为液压油液或其他合成液体，其应具备的功能 如下： （1）传动，把由液压泵所赋予的能量传递给执行元件。 （2）润滑,液压泵、液压阀、液压执行元件等运动件。 （3），吸收并带出液压装置所产生的热量。 （4）防锈,止液压元件所用各种金属的锈蚀。 为使液压系统长期保持正常的工作性能，对其工作介质提出的要求是： （l）可压缩性，可压缩性尽可能小，响应性好。 （2）黏度，温度及压力对粘度影响小，具有适当的粘度，粘温特性好。 （3）润滑性，能对液压元件滑动部位充分润滑。
oEt1 /t2
思氏粘度与运动粘度间的换算关系式为
7.3o1 E6o.E 311 06m2/s
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第一节 工作介质
（3）温度对粘度的影响 （4）压力对粘度的影响 （5）气泡对粘度的影响 （三）选用和维护
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第二节 流体静力学
m v
工作介质 L-HM32液压油 L-HM46液压油 油包水乳化液 水包油乳化液 水-乙二醇 通用磷酸酯 飞机用磷酸酯
密度、（kg/m3） 0.87 0.875 0.932 0.9977 1.06 1.15 1.05
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第一节 工作介质
2．可压缩性 液体因所受压力增高而发生体积缩小的性质称为可压缩性。