第2章 液压流体力学基础
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第2章 液压流体力学基础
1bar=1×105Pa=0.1MPa
1at（工程大气压）=1kgf/cm2=9.8×104Pa 1mH2O(米水柱）=9.8×103Pa 1mmHg（毫米汞柱）=1.33×102Pa 1个标准大气压力=1.013×105Pa=10.336米水柱=760mmHg 1psi（磅力/英寸2）=6.895×103Pa
第2章 液压流体力学基础
2.2 液压静力学 （3）液体静压力对固体壁面的作用力 固体壁面是平面：如右上图，作用力为
固体壁面是曲面：如右中、下图，作用力为
d为承压部分曲面投影圆的直径
第2章 液压流体力学基础
2.2 液压静力学 二、液体静压力基本方程 1、任意质点受力分析： 取研究对象：任取如右图微圆柱体。 受力分析： 2、静力学基本方程： 能量守恒表达式：建立坐标系
第2章 液压流体力学基础
2.1 液压系统的工作介质 5、机械稳定性： 液体在长时间的高压作用下，保持原有物理性质的能力。液压油 应具有良好的机械稳定性。 6、氧化稳定性： 主要指抗氧化的能力。油液中含有一定的氧气，使用中油液必然 会逐渐氧化。随着温度的升高，氧化作用加剧，油液会变质沉淀、 产生腐蚀性物质，使系统出现故障。 7、其它性质： 相容性、水解稳定性、剪切稳定性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈 性、润滑性。 以上性质对液压油的选用有重要影响。抗燃性、稳定性等都可以 通过加入适当的添加剂来获得。
是不呈现粘性的。 （3）粘度的表示方法： 动力粘度: 运动粘度:
/
相对粘度:恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度
第2章 液压流体力学基础
2.1 液压系统的工作介质
du F A dy
du dy
根据实验结论可知： F与液层面积、速度 梯度成正比 液体粘性示意图
第二章.液压流体力学基础
等值传递。
压力传递的应用
图示是应用帕斯卡原理的实例，假设作用在小活塞上
施加压力F1时，则在小活塞下液体受的压力为p= F1/A1 根据帕斯卡原理，压力p等值的 传 递到液体内部各点，即大活塞下面 受到的压力也为p，这时，大活 塞 受力为F2= pA2。为防止大活塞下 降，则在小活塞上应施加的力为：
6.3 液体流经缝隙的流量
环形缝隙流量
活塞与缸体的内孔之间、阀芯与阀孔之间都存在环形缝隙。
πdh qV p 12 l
同心环形缝隙
3
6.3 液体流经缝隙的流量
环形缝隙流量
流过偏心圆环缝隙的流量， 当e = 0时，它就是同心圆环缝 隙的流量公式；当e =1时，即 在最大偏心情况下，其压差流 量为同心圆环缝隙压差流量的
压力有两部分：液面压力p0及自重形成的压力ρgh；
静压力基本方程式 p=p0+ρgh
3.3 重力作用下静止液体压力分布特征
液体内的压力与液体深度成正比；
离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的 所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压 面为水平面； 压力由两部分组成：液面压力p0，自重形成的压
6.1 液体流经薄壁小孔的流量
当小孔的长径比 l /d < 0.5时，称为薄壁孔 。
qV Cq K
2
p
6.3 液体流经缝隙的流量
平面缝隙流量
在液压装置的各零件之间，特别是有相对运动的各 零件之间，一般都存在缝隙（或称间隙）。油液流过缝 隙就会产生泄漏，这就是缝隙流量。由于缝隙通道狭窄， 液流受壁面的影响较大，故缝隙液流的流态均为层流。 压差流动：由缝隙两端的压力差造成的流动。 剪切流动：形成缝隙的两壁面作相对运动所造成的流动。
第二章 液压传动流体力学基础
第12张/共91张
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2.2 液体动力学
实验
第13张/共91张
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2.2 液体动力学
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。一维流动最简单，但是 严格意义上的一维流动要求液流截面上各点处的速度矢量完 全相同，这种情况在现实中极为少见。通常把封闭容器内液 体的流动按一维流动处理，再用实验数据来修正其结果，液 压传动中对工作介质流动的分析讨论就是这样进行的。
静止液体中的压力分布
例：如图所示，有一直径为d， 解：对活塞进行受力分析， 活塞受到向下的力： 重量为G的活塞侵在液体中， 并在力F的作用下处于静止状 F下 ＝F＋G 态，若液体的密度为ρ，活 活塞受到向上的力： 塞侵入深度为h，试确定液体 d 2 在测量管内的上升高度x。 F上＝g h x 4 F 由于活塞在F作用下受力平衡， d 则：F下＝F上，所以：
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2.2 液体动力学
通流截面、流量和平均流速
流束中与所有流线正交的截面称为通流截面，如图c中的A面 和B面，通流截面上每点处的流动速度都垂直于这个面。 单位时间内流过某通流截面的液体体积称 为流量，常用q表示 ，即：
q V t
式中
q —流量，在液压传动中流量
常用单位L/min； V —液体的体积； t —流过液体体积V 所需的时间。
1mmHg(毫米汞柱)=1.33×102N／m2
1at(工程大气压，即Kgf/cm2)=1.01972×105帕 1atm(标准大气压)=0.986923×105帕。
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2.1 液体静力学
帕斯卡原理
液压流体力学基础
第二章 液压流体力学基础
学习要点： 1、液压油（流体）的基本性质。 2、流体静力学基本规律。 3、流体动力学基本概念。 4、流体流量连续方程、流体能量平衡方程 （伯努利方程）方程、动量方程。 5、小孔及缝隙流量计算。 6、压力损失、液压冲击与空穴现象。
第一节 液压系统的工作介质
液压工作介质
第一节 液压系统的工作介质
第一节 液压系统的工作介质
二、液压工作介质的主要性能（续）
4、液体的热容量、比热
热容量： 液体与外界发生热量交换而使流体的温度变化，
热量交换对温度的变化率称为流体的热容量。 比 热： 单位质量液体的热容量成为比热。
第一节 液压系统的工作介质
5、液体的含气量、空气分离压和汽化压
◎ 含气量： 液体中所含空气的体积百分比数量叫含气量。两种形式：
温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。
第一节 液压系统的工作介质
5、液压油的污染与保养
液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯 卡死，并使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油 污染的原因有三方面：
1）污染： a 外部侵入的污物；b 外部生成的不纯物。
2）恶化： 液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属
※ 液体的粘度会随温度、压力变化而变化。 液体的粘度对温度变化十分敏感，对液压系统的性能
有明显影响。温度升高，粘度将显著下降，造成泄漏、磨 损增加、效率降低等问题；温度下降，粘度增加，造成流 动困难及泵转动不易等问题，液压系统工作时发热较严重。 所以，一般控制系统中均要设计冷却装置，尽量保持油液 工作温度的稳定。 ※ 液体承受的压力增大，液体内聚力增大，粘度也随之增 大，但变化幅度不大，低压时一般不考虑。
二、液压工作介质的主要性能（续）
学习要点： 1、液压油（流体）的基本性质。 2、流体静力学基本规律。 3、流体动力学基本概念。 4、流体流量连续方程、流体能量平衡方程 （伯努利方程）方程、动量方程。 5、小孔及缝隙流量计算。 6、压力损失、液压冲击与空穴现象。
第一节 液压系统的工作介质
液压工作介质
第一节 液压系统的工作介质
第一节 液压系统的工作介质
二、液压工作介质的主要性能（续）
4、液体的热容量、比热
热容量： 液体与外界发生热量交换而使流体的温度变化，
热量交换对温度的变化率称为流体的热容量。 比 热： 单位质量液体的热容量成为比热。
第一节 液压系统的工作介质
5、液体的含气量、空气分离压和汽化压
◎ 含气量： 液体中所含空气的体积百分比数量叫含气量。两种形式：
温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。
第一节 液压系统的工作介质
5、液压油的污染与保养
液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯 卡死，并使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油 污染的原因有三方面：
1）污染： a 外部侵入的污物；b 外部生成的不纯物。
2）恶化： 液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属
※ 液体的粘度会随温度、压力变化而变化。 液体的粘度对温度变化十分敏感，对液压系统的性能
有明显影响。温度升高，粘度将显著下降，造成泄漏、磨 损增加、效率降低等问题；温度下降，粘度增加，造成流 动困难及泵转动不易等问题，液压系统工作时发热较严重。 所以，一般控制系统中均要设计冷却装置，尽量保持油液 工作温度的稳定。 ※ 液体承受的压力增大，液体内聚力增大，粘度也随之增 大，但变化幅度不大，低压时一般不考虑。
二、液压工作介质的主要性能（续）
推荐-第二章 液压流体力学基础 精品
料有 良好的相容性。
对液压油的要求
（5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长； （6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小； （7）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和
燃点高，流动点和凝固点低。 （凝点—— 油液完全失去其流动性的最高温度） （8）对人体无害，对环境污染小，成本低，
价格便宜 总之：粘度是第一位的
换算关系
恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系 ν=（7、310E-6、31/0E）×10-6
液体的可压缩性定义
液体受压力作用而发生体积缩小性质。
液体的体积压缩系数定义
定义： 体积为v的液体，当压力增大 △p时，体积减小△v,则液体 在单位压力变化下体积的相 对变化量。
液体的体积压缩系数公式
κ = - △v / △p v κ= （5-7）x10-10 m2/N
液压油牌号标注
老牌号——20号液压油，指这种油在50°C 时的平均运动粘度为20 cst。
新牌号——L—HL32号液压油，指这种油在 40°C 时 的 平 均 运 动 粘 度 为 32cst 。
相对粘度0E
∵ μ、ν不易直接测量，只用于理论计算 ∴ 常用相对粘度
相对粘度（条件粘度）
恩氏度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏秒SSU —— 美国用 雷氏秒R —— 英国用 巴氏度0B —— 法国用
（2）各向压力相等 ∵ 有一向压力不等，液体就会流动 ∴ 各向压力必须相等
温特性，粘度随温度的变化 较小，即粘温特性较好。
2、1、2 对液压油的要求及选用
对液压油的要求 液压油的选择
液压油的任务
工作介质—传递运动和动力 润滑剂 —润滑运动部件
对液压油的要求
（1）合适的粘度和良好的粘温特性； （2）良好的润滑性； （3）纯净度好，杂质少； （4）对系统所用金属及密封件材
对液压油的要求
（5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长； （6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小； （7）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和
燃点高，流动点和凝固点低。 （凝点—— 油液完全失去其流动性的最高温度） （8）对人体无害，对环境污染小，成本低，
价格便宜 总之：粘度是第一位的
换算关系
恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系 ν=（7、310E-6、31/0E）×10-6
液体的可压缩性定义
液体受压力作用而发生体积缩小性质。
液体的体积压缩系数定义
定义： 体积为v的液体，当压力增大 △p时，体积减小△v,则液体 在单位压力变化下体积的相 对变化量。
液体的体积压缩系数公式
κ = - △v / △p v κ= （5-7）x10-10 m2/N
液压油牌号标注
老牌号——20号液压油，指这种油在50°C 时的平均运动粘度为20 cst。
新牌号——L—HL32号液压油，指这种油在 40°C 时 的 平 均 运 动 粘 度 为 32cst 。
相对粘度0E
∵ μ、ν不易直接测量，只用于理论计算 ∴ 常用相对粘度
相对粘度（条件粘度）
恩氏度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏秒SSU —— 美国用 雷氏秒R —— 英国用 巴氏度0B —— 法国用
（2）各向压力相等 ∵ 有一向压力不等，液体就会流动 ∴ 各向压力必须相等
温特性，粘度随温度的变化 较小，即粘温特性较好。
2、1、2 对液压油的要求及选用
对液压油的要求 液压油的选择
液压油的任务
工作介质—传递运动和动力 润滑剂 —润滑运动部件
对液压油的要求
（1）合适的粘度和良好的粘温特性； （2）良好的润滑性； （3）纯净度好，杂质少； （4）对系统所用金属及密封件材
第二章 液压流体力学基础
1.
2.
粘度随压力的升高而增大； 粘度随温度的升高而显著减小。 ——油液的粘度随温度变化的性质称为 “粘温特性”。
练习
用恩氏粘度计测得的某液压油200ml流过 的时间为t1=153s。20℃时200ml蒸馏水 流过的时间t2=51s。问该液压油的恩氏粘 度为多少？动力粘度μ(Pa.s)为多少?运动 粘度ν(m2/s)为多少?
一、液体静压力 二、液体静压力基本方程 三、压力的表示方法 四、静止液体内压力的传递 五、压力油作用在平面和曲面上的力
一、液体静压力
1、静压力
静压力是指液体处于静止状态时，其单位面 积上所受的法向作用力。静压力在液压传动中简 称为压力，而在物理学中则称为压强。 可表示为： p=F/A
国际单位制中，压力单位为牛顿/米2(N/m2)， 称为帕斯卡，简称帕(Pa)。在液压技术中，目前 还采用的压力单位有巴(bar)和工程大气压,又称 千克力每平方厘米(kgf/cm2 )等。
x y
液体作用在该曲面某一方向上的力等于压力p与曲 面该方向上的投影面积A的乘积： F=p.A
§
2-4 液体流动时的压力损失
实际液体具有粘性，在液体流动时就有力，为 了克服阻力，就必然要消耗能量，这样就有能量 损失，主要表现为压力损失。
压力损失过大，将使功率消耗增加，油液发热， 泄漏增加，效率降低，液压系统性能变坏。因此 在液压技术中正确估算压力损失的大小，从而找 到减少压力损失的途径。
1、适当的粘度和良好的粘温特性。
2、良好的化学稳定性和热稳定性。
3、适当的闪点和凝点。
4、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和 水溶性酸碱等。
5、具有良好的抗泡沫性、抗乳化性、空气释放性、 抗磨性和防锈性等。
2.
粘度随压力的升高而增大； 粘度随温度的升高而显著减小。 ——油液的粘度随温度变化的性质称为 “粘温特性”。
练习
用恩氏粘度计测得的某液压油200ml流过 的时间为t1=153s。20℃时200ml蒸馏水 流过的时间t2=51s。问该液压油的恩氏粘 度为多少？动力粘度μ(Pa.s)为多少?运动 粘度ν(m2/s)为多少?
一、液体静压力 二、液体静压力基本方程 三、压力的表示方法 四、静止液体内压力的传递 五、压力油作用在平面和曲面上的力
一、液体静压力
1、静压力
静压力是指液体处于静止状态时，其单位面 积上所受的法向作用力。静压力在液压传动中简 称为压力，而在物理学中则称为压强。 可表示为： p=F/A
国际单位制中，压力单位为牛顿/米2(N/m2)， 称为帕斯卡，简称帕(Pa)。在液压技术中，目前 还采用的压力单位有巴(bar)和工程大气压,又称 千克力每平方厘米(kgf/cm2 )等。
x y
液体作用在该曲面某一方向上的力等于压力p与曲 面该方向上的投影面积A的乘积： F=p.A
§
2-4 液体流动时的压力损失
实际液体具有粘性，在液体流动时就有力，为 了克服阻力，就必然要消耗能量，这样就有能量 损失，主要表现为压力损失。
压力损失过大，将使功率消耗增加，油液发热， 泄漏增加，效率降低，液压系统性能变坏。因此 在液压技术中正确估算压力损失的大小，从而找 到减少压力损失的途径。
1、适当的粘度和良好的粘温特性。
2、良好的化学稳定性和热稳定性。
3、适当的闪点和凝点。
4、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和 水溶性酸碱等。
5、具有良好的抗泡沫性、抗乳化性、空气释放性、 抗磨性和防锈性等。
第二章液压流体力学基础
限制管道液体流速；设置缓冲元件。
2
二、空穴现象 原因：因为系统内某点的压力突然降低， 致使液体中析出气泡的现象。 后果：气泡压破产生噪声， 元件表面产生点蚀。 措施：避免压力突降。减小压力降，降低吸油高度
h，加大管径d，限制液体流速v，防止空气进入。
3
4压冲击与空穴现象
一、液压冲击(动画)
1、含义：由于某种原因致使压力突然增高的现象。
pmax=p+Δp
2、原因： 管道阀门关闭Δp=ρcv p c(v v1)
运动部件制动 p mv At
c=900~1400m/s
3、后果：产生噪声，影响元件和系统寿命。
4、措施：延长流体换向时间；缩短管长，加大管径
液压流体力学基础
1m２／s = 104 St（斯）= 106 cSt（厘斯） 1 cSt = mm２／s
液压油
液压流体力学基础
运动粘度ν在工程中的应用
山东技术学院
机械油的牌号——机械油在40℃时的运动粘 度γ的平均值。
例：20号机械油是指在40℃时的运动粘度 的平均值为20 cSt（厘斯）的机械油。
30号机械油？
相对粘度
雷式粘度〞R——英国、欧洲 赛式粘度SSU——美国
恩式粘度oE——俄国、德国、中 国
液压油
液压流体力学基础
山东技术学院
液压流体力学基础
山东技术学院
在工业上将20 ℃ 、50 ℃ 、100 ℃ 作为测定恩氏粘度的标准温度。分别
用ºE20、 ºE50、 ºE100表示
恩氏粘度和运动粘度的换算:
用剪应力表示：(即：单位面积 上内摩擦力)
液压油
液压流体力学基础
动力粘度µ
粘
运动粘度ν
度
相对粘度º Et
山东技术学院
液压油
液压流体力学基础
1. 动力粘度µ
山东技术学院
即：液体在单位速度剃度下流动时，液 层间单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度µ 又称绝对粘度
在SI（国际单位制）中： µ 的单位为Pa.S（帕秒）或 N.s／m２
命名：
牌号
尾注号
类组名称
“牌号”——即该工作介质产品在40℃时的运动粘度等级 ，并在级前冠以“N”字符，以区别于其他温度 下的运动粘度等级。
“尾注号”
H——由石油烃叠合或缩合等工艺制造
G ——具有良好的粘滑特性,减少导轨爬行
D ——具有良好的低温起动性能
液压油
K ——对镀银部件具有良好的抗腐蚀性
液压油
液压流体力学基础
运动粘度ν在工程中的应用
山东技术学院
机械油的牌号——机械油在40℃时的运动粘 度γ的平均值。
例：20号机械油是指在40℃时的运动粘度 的平均值为20 cSt（厘斯）的机械油。
30号机械油？
相对粘度
雷式粘度〞R——英国、欧洲 赛式粘度SSU——美国
恩式粘度oE——俄国、德国、中 国
液压油
液压流体力学基础
山东技术学院
液压流体力学基础
山东技术学院
在工业上将20 ℃ 、50 ℃ 、100 ℃ 作为测定恩氏粘度的标准温度。分别
用ºE20、 ºE50、 ºE100表示
恩氏粘度和运动粘度的换算:
用剪应力表示：(即：单位面积 上内摩擦力)
液压油
液压流体力学基础
动力粘度µ
粘
运动粘度ν
度
相对粘度º Et
山东技术学院
液压油
液压流体力学基础
1. 动力粘度µ
山东技术学院
即：液体在单位速度剃度下流动时，液 层间单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度µ 又称绝对粘度
在SI（国际单位制）中： µ 的单位为Pa.S（帕秒）或 N.s／m２
命名：
牌号
尾注号
类组名称
“牌号”——即该工作介质产品在40℃时的运动粘度等级 ，并在级前冠以“N”字符，以区别于其他温度 下的运动粘度等级。
“尾注号”
H——由石油烃叠合或缩合等工艺制造
G ——具有良好的粘滑特性,减少导轨爬行
D ——具有良好的低温起动性能
液压油
K ——对镀银部件具有良好的抗腐蚀性
第2章液压流体力学基础
第2章液压流体力学基础液压传动以液体作为传动介质，按照液体流体力学基本原理进行传动与控制。
本章主要讲述与液压传动有关的流体力学的基本内容，其研究范围限于工作液体在封闭管路或容器内的流动，为后续章节的学习打下必要的理论基础。
2.1 液压系统的工作介质2.1.1 液压工作介质的类型目前液压传动中采用的工作液体主要有矿物油、浮化液和合成型液三大类。
由于矿物油润滑性能好、腐蚀性小、品种多、化学安定性好，能满足各种粘度的需要，故大多数液压传动系统都采用矿物油作为传动介质。
工作液体的种类如下表所示：工作液体乳化液合成型机械油汽轮机油通用液压油液压导轨油专用液压油耐磨液压油低凝液压油清净液压油数控液压油油包水乳化液(油60%，水40%)水包水乳化液(水90~95%，油5~10%)磷酸脂基液压油水——二元醇基液压油国外二十世纪70年代初发展起来的高水基液压油现已演变到第三代。
第一代是可溶性油，由5%的可溶性油和5%的水制成，即原始的水包油乳化液。
第二代是合成液，不含油，由无色透明的合成溶液和水按5:95的比例配制而成。
第三代是微型乳化液，它既不是乳化液，也不是深液，而是一种在95%水中均匀地扩散着水溶性抗磨添加剂的胶状悬浮液。
高水基液压油适用于大型液压机以及环境温度较高的液压系统。
2.1.2 液压工作介质的性能1. 可压缩性单位压力变化下引起的液体体积的相对变化量称为体积压缩系数，用k 表示，并以k 来度量油的可压缩性的大小。
VV p k ∆⋅∆-=1 (m 2/N) （2-1） 式中 ∆p ——压力变化量(Pa)；∆V ——被压缩后油液体积的变化量 (m 2)V ——油液压缩前的体积 (m 3)。
由于压力增大时液体的体积减小，上式右边加一负号，以使k 为正值。
液体体积压缩系数的倒数称为液体的体积弹性模量，用K 表示。
即K=1/k (N/m 2) （2-2）各型液压油的体积弹性模量如表2-1所示。
矿物油的压缩性是钢的100~150倍。
《液压流体力学基础》PPT课件_OK
28
（1）当固体壁面为一平面时： （2）当固体壁面为一曲面时：
29
2.3 流动液体力学基础 本节讨论液体流动时的运动规律、能量转换和流动液体对固体壁面的作用力等问题，
具体介绍三个基本方程——连续性方程、能量方程和动量方程。
30
2.3.1 基本概念
理想液体：既无黏性又不可压缩的液体
恒定流动：液体流动时，液体中任何一点的压
dy
则
(F / A) /(du/ dy)
式中 F——相邻液层间的内摩擦力； A——液层间的接触面积； du——液层间的相对运动速度； dy——液层间的距离； μ ——比例黏度，成为动力黏度
du —d—y速度梯度
2. 黏度—— 是衡量流体黏性的指标。 （1）动力黏度 （2）运动黏度 （3）相对黏度
(2) 质地纯净，杂质少。 (3) 化学稳定性好。
(4) 抗乳化性、抗泡沫性好。
(5) 闪点、燃点高，能防火、防爆。
(6) 凝固点低。
(7) 有良好的润滑性。
13
(8) 对人体无害，成本低。
2.1.3 液压油类型
2.1.3.1 石油基液压油
L-HL液压油(又名普通液压油)
L-HM液压油(又名抗磨液压油，M代表抗磨型) L-HG液压油(又名液压—导轨油)
21
2.2.1 液体静压力及其特性
压力的定义 液体在单位面积上所受的法向力 称 为压力，用p表示。
• 压力的单位
在SI单位中压力的单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，
1Pa=1N/m2。
6
1MPa=10 Pa。
22
液体静压力的重要特性
静止液体中的压力称为静压力，液体静压力有两个基本 特性
(1) 液体静压力沿法线方向，垂直于承压面。 (2) 静止液体内，任一点的压力，在各个方向上都相等. 由上述性质可知：静止液体总是处于受压状态，并且其 内部的任何质点都是受平衡压力作用的。
（1）当固体壁面为一平面时： （2）当固体壁面为一曲面时：
29
2.3 流动液体力学基础 本节讨论液体流动时的运动规律、能量转换和流动液体对固体壁面的作用力等问题，
具体介绍三个基本方程——连续性方程、能量方程和动量方程。
30
2.3.1 基本概念
理想液体：既无黏性又不可压缩的液体
恒定流动：液体流动时，液体中任何一点的压
dy
则
(F / A) /(du/ dy)
式中 F——相邻液层间的内摩擦力； A——液层间的接触面积； du——液层间的相对运动速度； dy——液层间的距离； μ ——比例黏度，成为动力黏度
du —d—y速度梯度
2. 黏度—— 是衡量流体黏性的指标。 （1）动力黏度 （2）运动黏度 （3）相对黏度
(2) 质地纯净，杂质少。 (3) 化学稳定性好。
(4) 抗乳化性、抗泡沫性好。
(5) 闪点、燃点高，能防火、防爆。
(6) 凝固点低。
(7) 有良好的润滑性。
13
(8) 对人体无害，成本低。
2.1.3 液压油类型
2.1.3.1 石油基液压油
L-HL液压油(又名普通液压油)
L-HM液压油(又名抗磨液压油，M代表抗磨型) L-HG液压油(又名液压—导轨油)
21
2.2.1 液体静压力及其特性
压力的定义 液体在单位面积上所受的法向力 称 为压力，用p表示。
• 压力的单位
在SI单位中压力的单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，
1Pa=1N/m2。
6
1MPa=10 Pa。
22
液体静压力的重要特性
静止液体中的压力称为静压力，液体静压力有两个基本 特性
(1) 液体静压力沿法线方向，垂直于承压面。 (2) 静止液体内，任一点的压力，在各个方向上都相等. 由上述性质可知：静止液体总是处于受压状态，并且其 内部的任何质点都是受平衡压力作用的。
第二章液压流体力学基础课件
四、帕斯卡原理： 在密封容器里，施加于静止液体上的压力将以等
值同时传到液体各点。这就是帕斯卡原理或称静 压传递原理。
✓ 例1、试用帕斯卡原理解释液压千斤顶用很小的力 举起很重的物体的原理.
6
解：设在小活塞上施加外力F1则小液压缸中油液压力为
P=F1/A1
由帕斯卡原理，知大活塞也受到一压力为P的作用， 则
22
例2．5 如图2．10所示 ，已知流量q1=25 L／min ，小活塞杆直径d1=20mm ，小活塞直径D1=75 mm， 大活塞杆直径d2=40mm， 大活塞直径D2=125mm，假 设没有泄漏流量，求大小 活塞的运动速度ν1、 ν2 。
解: 根据液流连续性方程q= νA，求大小活塞的运动速度ν1
q=vA
（四）流动液体的压力
由于惯性力和粘性力的影响，流动液体各个点处的压力是不相等 的，但在数值上相差甚微。当惯性力很小，且把液体当作理想液
体时，流动液体内任意点处的压力在各个方向上的数值 仍可以看作相等的。
19
二、连续方程
在一般工作状态下(定常流动)，液体基本上是不可压缩的；液体 又是连续的，不可能有间隙存在，根据物质不变定律，液体在管内
既不可能增多，也不可能减少，所以它在单位时间内流过管道 每一截面的液体质量一定是相等的。
连续性方程式从流动液体质量守恒定律中演化而来。 在流体作恒定流动的流场中任取一流管，其两端通流截面面积为 A1，A2。如图所示
20
根据质量守恒定律，得
ρ1u1dA1=ρ2u2dA2
如忽略液体的压缩性，即ρ1=ρ2，则有
一、基本概念
1、理想液体、恒定流动和一维流动
12
理想液体：假设液体既无粘性又不可压缩，这 样的液体称为理想液体。
值同时传到液体各点。这就是帕斯卡原理或称静 压传递原理。
✓ 例1、试用帕斯卡原理解释液压千斤顶用很小的力 举起很重的物体的原理.
6
解：设在小活塞上施加外力F1则小液压缸中油液压力为
P=F1/A1
由帕斯卡原理，知大活塞也受到一压力为P的作用， 则
22
例2．5 如图2．10所示 ，已知流量q1=25 L／min ，小活塞杆直径d1=20mm ，小活塞直径D1=75 mm， 大活塞杆直径d2=40mm， 大活塞直径D2=125mm，假 设没有泄漏流量，求大小 活塞的运动速度ν1、 ν2 。
解: 根据液流连续性方程q= νA，求大小活塞的运动速度ν1
q=vA
（四）流动液体的压力
由于惯性力和粘性力的影响，流动液体各个点处的压力是不相等 的，但在数值上相差甚微。当惯性力很小，且把液体当作理想液
体时，流动液体内任意点处的压力在各个方向上的数值 仍可以看作相等的。
19
二、连续方程
在一般工作状态下(定常流动)，液体基本上是不可压缩的；液体 又是连续的，不可能有间隙存在，根据物质不变定律，液体在管内
既不可能增多，也不可能减少，所以它在单位时间内流过管道 每一截面的液体质量一定是相等的。
连续性方程式从流动液体质量守恒定律中演化而来。 在流体作恒定流动的流场中任取一流管，其两端通流截面面积为 A1，A2。如图所示
20
根据质量守恒定律，得
ρ1u1dA1=ρ2u2dA2
如忽略液体的压缩性，即ρ1=ρ2，则有
一、基本概念
1、理想液体、恒定流动和一维流动
12
理想液体：假设液体既无粘性又不可压缩，这 样的液体称为理想液体。
第2章 液压流体力学基础课件
湖南工程学院——液压与气压传动
2018年11月27日星期二
根据静压力的基本方程式，深度为h处的液体压力
2.1
液体静力学
2.1.4 静止液体中的压力传递(帕斯卡原理)
静压传递原理或称帕斯卡原理 : 在密闭容器内，施加于静止液 体上的压力将以等值同时传到各点。
帕斯卡原理应用 如图，一个密闭容器，按帕斯卡原理，液压 缸内压力到处相等，p1≈p2，于是 F2＝F1A2/A1 如果垂直液压缸的活塞上没有负载，则当略 去活塞重量及其它阻力时，不论怎样推动水平液 压缸的活塞，也不能在液体中形成压力，这说明 液压系统中的压力是由外界负载决定的。
湖南工程学院——液压与气压传动
2018年11月27日星期二
2.1
压力的单位
液体静力学
我国法定压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，1Pa = 1 N/m2。由于Pa太小，工程上常用其倍数单位兆帕（MPa）来表示
1MPa = 106 Pa
压力单位及其它非法定计量单位的换算关系: 1at（工程大气压）=1kgf/cm2=9.8×104 Pa
非恒定流动
2018年11月27日星期二
2.2.1 基本概念
2、流线、流管和流束
流线: 流场中同一瞬时流场中各质点运动 状态的一条一条的曲线。流线上每 一质点的速度矢量与这条曲线相 切．因此．流线代表了在某一瞬时 许多流体质点的流速方向，如图27a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(图2-7b) 。 流束： 流管内的流线群称为流束。如图2-7c 所示。
液压与气压传动
第2章 液压与气压传动流体力学基础
液压流体力学
2018年11月27日星期二
根据静压力的基本方程式，深度为h处的液体压力
2.1
液体静力学
2.1.4 静止液体中的压力传递(帕斯卡原理)
静压传递原理或称帕斯卡原理 : 在密闭容器内，施加于静止液 体上的压力将以等值同时传到各点。
帕斯卡原理应用 如图，一个密闭容器，按帕斯卡原理，液压 缸内压力到处相等，p1≈p2，于是 F2＝F1A2/A1 如果垂直液压缸的活塞上没有负载，则当略 去活塞重量及其它阻力时，不论怎样推动水平液 压缸的活塞，也不能在液体中形成压力，这说明 液压系统中的压力是由外界负载决定的。
湖南工程学院——液压与气压传动
2018年11月27日星期二
2.1
压力的单位
液体静力学
我国法定压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，1Pa = 1 N/m2。由于Pa太小，工程上常用其倍数单位兆帕（MPa）来表示
1MPa = 106 Pa
压力单位及其它非法定计量单位的换算关系: 1at（工程大气压）=1kgf/cm2=9.8×104 Pa
非恒定流动
2018年11月27日星期二
2.2.1 基本概念
2、流线、流管和流束
流线: 流场中同一瞬时流场中各质点运动 状态的一条一条的曲线。流线上每 一质点的速度矢量与这条曲线相 切．因此．流线代表了在某一瞬时 许多流体质点的流速方向，如图27a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(图2-7b) 。 流束： 流管内的流线群称为流束。如图2-7c 所示。
液压与气压传动
第2章 液压与气压传动流体力学基础
液压流体力学
液压流体力学基础_
第二章 液压传动的流体力学基础
液体静力学基础 液体动力学基础 管路压力损失计算 液流流经孔口及隙缝的特性 液压冲击
§
2-2
液体动力学基础
液体动力学研究液体在外力作用下运动规律， 液体动力学研究液体在外力作用下运动规律， 液体在外力作用下运动规律 即研究作用在液体上的力与液体运动之间的关系。 即研究作用在液体上的力与液体运动之间的关系。 由于液体具有粘性，流动时要产生摩擦力， 由于液体具有粘性，流动时要产生摩擦力，因此 研究液体流动问题时必须考虑粘性的影响。 研究液体流动问题时必须考虑粘性的影响。
垂直于液体流动方向的截面称为通流截面 垂直于液体流动方向的截面称为通流截面 ， 也叫过流断面。 也叫过流断面。 过流断面 单位时间t内流过某通流截面的液体体积V 单位时间t内流过某通流截面的液体体积V称 流量Q 为流量Q，即： Q=V/t=v·A (A-通流截面面积， 平均流速） Q=V/t=v A (A-通流截面面积，v－平均流速） 可看出，流速为流量与通流面积之比 为流量与通流面积之比。 可看出，流速为流量与通流面积之比。实际上 由于液体具有粘性，液体在管道内流动时，通流 由于液体具有粘性，液体在管道内流动时， 截面上各点的流速是不相等的。 截面上各点的流速是不相等的。管道中心处流速 最大；越靠近管壁流速越小；管壁处的流速为零。 最大；越靠近管壁流速越小；管壁处的流速为零。 为方便起见，以后所指流速均为平均流速。 为方便起见，以后所指流速均为平均流速。
3.伯努利方程应用举例 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
如图所示，设泵的吸油口比油箱液高h， 如图所示，设泵的吸油口比油箱液高h 取油箱液面I 和泵进口处截面II II列 II取油箱液面I－I水平面。 伯努利方程，并取截面I－I为基准水平面。 泵吸油口真空度为： 泵吸油口真空度为： /ρg+v /2g=P /ρg+ P1/ρg+v12/2g=P2/ρg+h+v22/2g+hw 为油箱液面压力， P1为油箱液面压力，P2为泵吸油口的绝对 压力
液体静力学基础 液体动力学基础 管路压力损失计算 液流流经孔口及隙缝的特性 液压冲击
§
2-2
液体动力学基础
液体动力学研究液体在外力作用下运动规律， 液体动力学研究液体在外力作用下运动规律， 液体在外力作用下运动规律 即研究作用在液体上的力与液体运动之间的关系。 即研究作用在液体上的力与液体运动之间的关系。 由于液体具有粘性，流动时要产生摩擦力， 由于液体具有粘性，流动时要产生摩擦力，因此 研究液体流动问题时必须考虑粘性的影响。 研究液体流动问题时必须考虑粘性的影响。
垂直于液体流动方向的截面称为通流截面 垂直于液体流动方向的截面称为通流截面 ， 也叫过流断面。 也叫过流断面。 过流断面 单位时间t内流过某通流截面的液体体积V 单位时间t内流过某通流截面的液体体积V称 流量Q 为流量Q，即： Q=V/t=v·A (A-通流截面面积， 平均流速） Q=V/t=v A (A-通流截面面积，v－平均流速） 可看出，流速为流量与通流面积之比 为流量与通流面积之比。 可看出，流速为流量与通流面积之比。实际上 由于液体具有粘性，液体在管道内流动时，通流 由于液体具有粘性，液体在管道内流动时， 截面上各点的流速是不相等的。 截面上各点的流速是不相等的。管道中心处流速 最大；越靠近管壁流速越小；管壁处的流速为零。 最大；越靠近管壁流速越小；管壁处的流速为零。 为方便起见，以后所指流速均为平均流速。 为方便起见，以后所指流速均为平均流速。
3.伯努利方程应用举例 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
如图所示，设泵的吸油口比油箱液高h， 如图所示，设泵的吸油口比油箱液高h 取油箱液面I 和泵进口处截面II II列 II取油箱液面I－I水平面。 伯努利方程，并取截面I－I为基准水平面。 泵吸油口真空度为： 泵吸油口真空度为： /ρg+v /2g=P /ρg+ P1/ρg+v12/2g=P2/ρg+h+v22/2g+hw 为油箱液面压力， P1为油箱液面压力，P2为泵吸油口的绝对 压力
第二章 液压流体力学基础
1.2静力学
1.3动力学
1.4 压力 损失
1.5 小孔 和缝隙流 量
1.6 液压 冲击空穴 现象
盛放在密封容器内的液体，其外加压力p0发生 变化时，只要液体仍然保持原有的静止状态， 液体中的任一点的压力，均将发生同样大小的 变化。
1.1液压油
§1-3 液体动力学基础
液体动力学： 1.基本概念； 2.基本方程： 连续方程 （质量守恒定律） 伯努利方程（能量守恒定律） 动量方程 （动量守恒定律）
1.2静力学
1.3动力学
1.4 压力 损失
1.5 小孔 和缝隙流 量
1.6 液压 冲击空穴 现象
1.1液压油
四、液压油的污染及控制
1、污染的危害 （1）堵塞 （2）加速液压元件的磨损，擦伤密封件， 造成泄漏增加 （3）水分和空气的混入会降低液压油的润 滑能力，并使其变质，产生气蚀，使液压 元件加速损坏，使液压系统出现振动、噪 音、爬行等现象。
1.6 液压 冲击空穴 现象
1.1液压油
§1-2 液体静力学
三、压力的表示方法及单位
1.绝对压力
2.相对压力 3.真空度 帕（Pa）：N/㎡
1.2静力学
1.3动力学
1.4 压力 损失
1.5 小孔 和缝隙流 量
1MPa 106 Pa
1bar 10 Pa
5
1.6 液压 冲击空穴 现象
绝对压力＝相对压力＋大气压力 真空度＝大气压力－绝对压力＝负的相对压力
1.2静力学
1.3动力学
1.4 压力 损失
1.5 小孔 和缝隙流 量
1.6 液压 冲击空穴 现象
1.1液压油
2、液压油的品种
主要分为：矿油型、合成型和乳化型三大类
第2章 液压流体力学基础 ppt课件
黏度指数高， 黏度随温度 变化小黏温 特性好
ppt课件
14
4. 抗燃性
闪点——指在此温度下，液体能产生足够的蒸汽，在 特定条件下以一个微小的火焰接近它们时，在油液表 面上的任何一点都会出现火焰闪光的现象。
着火点——油液所达到的某一温度，在该温度下油液 能连续燃烧5S。
自燃着火点——油液在该温度下会自动着火。
F A d 2
4
ppt课件
36
例1 如图中，液压缸直径D = 150 mm， 柱塞直径d = 100 mm，负载F = 5×104N。
若不计液压油自重及活塞或缸体重量， 试求图示两种情况下液压缸内的液体压 力是多少？
ppt课件
37
例2 如图所示的连通器内装两种液体，
其中已知水的密度1 1000kg/m ，h =
边界面上施加外力使其压力发生变化，只要液体仍 保持其原来的静止状态不变，则液体中任一点的压 力均将发生同样大小的变化。
两缸互相连通，构成一个
密闭容器，则按帕斯卡原
理，缸内压力到处相等，
p1=p2，于是
p F1 F2 A1 A2
如果垂直液缸活塞上没负
载，则在略去活塞重量及
其它阻力时，不论怎样推
1
本章主要内容
液压油的主要性质及选用 流体静力学基础 流体动力学基础 管路中液流的压力损失 液压冲击及气穴现象
ppt课件
2
第一节 液压油的主要性质及选用
一、液压油的主要性质
液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。 因此，了解液体的主要物理性质，掌握液体平衡 和运动的规律等主要力学特性，对于正确理解液 压传动原理、液压元件的工作原理，以及合理设 计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。
ppt课件
14
4. 抗燃性
闪点——指在此温度下，液体能产生足够的蒸汽，在 特定条件下以一个微小的火焰接近它们时，在油液表 面上的任何一点都会出现火焰闪光的现象。
着火点——油液所达到的某一温度，在该温度下油液 能连续燃烧5S。
自燃着火点——油液在该温度下会自动着火。
F A d 2
4
ppt课件
36
例1 如图中，液压缸直径D = 150 mm， 柱塞直径d = 100 mm，负载F = 5×104N。
若不计液压油自重及活塞或缸体重量， 试求图示两种情况下液压缸内的液体压 力是多少？
ppt课件
37
例2 如图所示的连通器内装两种液体，
其中已知水的密度1 1000kg/m ，h =
边界面上施加外力使其压力发生变化，只要液体仍 保持其原来的静止状态不变，则液体中任一点的压 力均将发生同样大小的变化。
两缸互相连通，构成一个
密闭容器，则按帕斯卡原
理，缸内压力到处相等，
p1=p2，于是
p F1 F2 A1 A2
如果垂直液缸活塞上没负
载，则在略去活塞重量及
其它阻力时，不论怎样推
1
本章主要内容
液压油的主要性质及选用 流体静力学基础 流体动力学基础 管路中液流的压力损失 液压冲击及气穴现象
ppt课件
2
第一节 液压油的主要性质及选用
一、液压油的主要性质
液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。 因此，了解液体的主要物理性质，掌握液体平衡 和运动的规律等主要力学特性，对于正确理解液 压传动原理、液压元件的工作原理，以及合理设 计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。
2、液压流体力学知识
⒋黏度指数提高剂 用来提高油液的黏度，使其使用的温度范围 扩大。 其他添加剂在此不多介绍。 四、液压传动用油的要求、选择 在液压传动中，油液是传递动力或力矩的工 作介质，所选用油液的性质将直接影响到液 压传动系统工作的好坏。必须正确选择液压 油。
（一）对液压传动用油的基本要求 ①合适的黏度和良好的粘温特性； ②润滑性能好； ③对密封材料的相容性； ④对氧化、乳化和剪切都有良好的稳定性，长 期工作不易变质； ⑤抗泡沫性好、腐蚀性小； ⑥清洁度高，质地纯洁，杂质少； ⑦燃点高、凝固点低； ⑧对人无害，成本低。
（二）油液的选择 在具体选择液压油的粘度时，一般应考虑下 列具体因素： 1.液压系统中工作压力的高低。 2.液压系统中运动速度的快慢。 3.液压系统周围环境温度。 有时也从以下几个因素考虑： ①液压系统所处的环境； ②液压系统的工作条件； ③液压油的性质； ④经济性；
P6表1-1是液压泵使用油液的粘度范围。
第二章 液压流体力学基础知识 主要掌握的知识点是：
液压流体力 学基础知识
工作液体 -介质 (液压油)
静止液体 的性质
流动液体 的性质
液体流动时 液体流动时 的压力损失 的泄漏
液压冲击 气穴现象
§2-1 液压油的性质
（Working medium of hydraulics— hydraulic oil）
动力粘度的物理意义： 液体在单位速度梯度 （|dv/dy|=1）下流动时，相邻液层单位面积 上的内摩擦力。 动力粘度µ的单位： 帕· 秒（Pa· s）帕=N/㎡ （帕· 秒 —N · S/㎡， 1Pa· s=1N· S/㎡） 通过动力粘度的公式得知：在静止液体中，由 于速度梯度等于零内摩擦力为零，故液体在 静止液体状态下不显粘性。
第2章 液压流体力学基础
液体粘性示意图
液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现粘性，静 止液体是不呈现粘性的。粘性是流动液体内部各处的速度不 相等。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年1月8日星期三
2.1 工作介质
以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦 力，则上式可表示为：
Ff du
A
dy
（2-5）
这就是牛顿的液体内摩擦定律。
数k。
k 1 V p V
k——液体的体积压缩系数； V——液体的体积； ΔV——体积变化量；
Δp——压力增量。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年1月8日星期三
2.1 工作介质
k 1 V p V
体积压缩系数:液体在单位压力变化下的体积相对变化量。
体积弹性模量:液体体积压缩系数的倒数，简称体积模量。 K 1 V p 单位：Pa
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年1月8日星期三
2.1 工作介质
2.1.2 物理性质
1、密度 (Density)
密度: 单位体积液体的质量，称为液体的密度。
m
V
（kg/m3）
◎ 液压油的密度随压力的增加而加大；
◎ 液压油的密度随温度的升高而减小；
一般情况下变化都很小，可将其近似地视为常数。
液体液体静止时，du/dy = 0，不呈粘性。
2） 粘度
液体的粘性大小可用粘度来表示。 粘度的表示方法有： 动力粘度μ、运动粘度ν、相对粘度。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年1月8日星期三
2.1 工作介质
（1) 动力粘度(Dynamic viscosity)：又称为绝对粘度(absolute viscosity)。
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Pa s
(2) 运动黏度
运动粘度是动力粘度μ与密度ρ的比值 。
单位:
Pa s kg / m3
m2 / s
Pa
N m2
kgm/ s2 m2
kg s2m
因为m2/s单位太大 (SI)，不便于计算， 因此，在液压传动 理论分析中经常用 高斯单位(CGS)
CGS: 斯 (ST) 里斯(cST)
1cST 102 ST 106 m2 / s
静止液体仍具有黏性
液体黏性的大小 用黏度来表示。
动力黏度 运动黏度 相对黏度
(1) 动力黏度
F A du
dy
F du
A dy
dy
du
牛顿液体 非牛顿液体
物理意义:面积为1cm2和相距1cm的两层液体，当其中一层以1cm/s的速 度与另一层液体作相对运动时所产生的摩擦力。
单位:
m
Pa m / s
(3) 相对黏度
相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。
恩氏黏度 赛氏黏度 雷氏黏度
(我国和德国) (美国) (英国)
测定200cm3某一温度的被测液体在自 重作用下流过直径2.8mm小孔所需的 时间t1，然后测出同体积的蒸馏水在 20℃ 时流过同一孔所需时间t2，t1与 t2的比值即为流体的恩氏粘度值。恩 氏粘度用符号°E表示。
V 'V V V V
p' p p
2)求7 Mpa 时水的体积
V ' 1 (1 (7 3.5))
1.0017073
V ' V (1 p)
(3) 液体的膨胀性
液体的温度升高，导致体积增大、密度减小的性质。
V 'V V
膨胀系数: V V
t t
物理意义是: 在—定压力下的液体，当温度每增加1℃时，液体体积变 化的相对值。
(1) 密度 ρ
单位液体所具有的质量。
相对密度
m Kg / m3
V
850 ~ 960 kg / m3
某种均质液体的密度 与4C时蒸馏水的密度之比。
容积为1.5m3的油箱装满重量为1.35t的液压油，试求油的密度和相对密度。
油的密度 相对密度
1.351000 900 (kg / m3 )
之所以称为运动粘度，是因为在它的量纲中只有运动学的要素 长度和时间因次的缘故
机械油的牌号上所标明的号数就是表明以厘斯为单位的，在温度 50℃时运动粘度ν的平均值。
例如: 10号机械油是指该油在50℃时其运动粘度ν的平均值是10cSt。
蒸馏水在20.2℃时的运动粘度ν恰好等于1cSt。
所以从机械油的牌号即可知道该油的运动粘度。例如20号油说明 该油的运动粘度约为水的运动粘度的20倍，30号油的运动粘度约 为水的运动粘度的30倍，如此类推。
1.5 900 0.9 1000 1000
(2) 压缩性
液体的压力增加，导致液体的体积减小、密度增大的性质
压缩系数:
V 'V V V V
p' p p
物理意义: 液体增加单位压力时，液体体积变化的相对值
V ' V (1 p)
液体的弹性模量 E
定义: 单位液体体积的相对变化量所需要的压力增量。
已知: V t
V ' V (1p)
有一长40cm，直径度d＝15cm的密闭油缸，其中充满温度膨胀 系数 a=6.5x10-4 1/℃的油，密闭油缸一端的活塞可以移动，若活塞上的 外负载力不变，油温从-20℃升到+25℃，求活塞能移动多少距离?
-20oC
+25oC
解:
1) 求液体体积膨胀量
V Vt L(d 2 / 4) (t't)
206 .756 (cm3)
2)活塞移动距离
x V 1.17 (cm) A
V ' V (1p)
(4) 黏性
液体在外力作用下流动时，由于液体分子之间存在内聚力便产生一 种阻碍液体分子间相对运动的内摩擦力，这种性质称为液体的黏性。黏 性是液体抵抗剪切变形的一种固有的持性。
它只有在外力作用下，液体流动时产生剪切变形时才显示出来。液 体在静止时，由于不存在剪切变形，所以呈现不出黏性。
第2章 液压流体力学基础
目的任务:
掌握工作液体的主要性质及液压油的选择。 掌握静止液体的压力及其传递特性、力学基本 方程。 掌握流动液体的连续性方程、伯努利方程。 掌握液体在管道中的流动状态及压力损失。
重点难点:
工作液的选用
液压油是液压传动系统中的传动介质， 而且还对液压装置的机构、零件起这润 滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的 压力、温度和流速在很大的范围内变化， 因此液压油的质量优劣直接影响液压系 统的工作性能。故此，合理的选用液压 油是很重要的。
2. 1. 1 作用在液体上的力
重力 G=Mg
(1) 质量力
惯性力
直线方向惯性力 F=Ma 离心惯性力 F Mv2r Mr 2
切向力
(2) 表面力
法向力
P=F/A 单位 (Pa) 表面力是作用在所研究的分离液体表面上的力，其大小 与被作用的表面面积成正比．而与质量无关
2.1.2 液体的主要性质
E [a E1 b E2 c (E1 E2 )] /100
式中：°E为混合后液体的恩氏黏度 ； °E1，°E2分别为用于混合的两种油液的恩氏黏度 ，°E1＞°E2 ； a，b分别为用于混合的两种液体各占的百分数，a+b=100 ； c为与a、b有关的实验系数。
影响液体黏度的影响因素
压力的影响:
Et
t1 t2
工业上一般以20℃、50℃和100℃ 作为测定恩氏粘度的标准温度， 并相应地以符号°E20、°E50和°E100来表示。
(7.31E 6.E31) 106
(m2 / s)
为了使液体介质得到所需要的粘度，可以采用两种不同粘度的液体 按一定比例混合，混合后的粘度可按下列经验公式计算。
p 0 (1 K p)
K 0.001~ 0.004
温度的影响:
t
50
(
50)n t
黏度的变比会直接影响液压系统和液压元件的工作性能，因此希望油 液的黏度随温度的变化越小越好。
(5) 液体的含气量、空气分离压和饱和蒸汽压
E 1 V p
V
影响液体的弹性模量 E的因素:
E 温度: 压力: 空气含量:
压力为 3.5 MPa水的体积为 1m3，当压力增加到 24 Mpa 时其体积为0.99 m3，试求当压力增加到 7 MPa时水的体积?
解:
1) 求水的压缩系数
0.99 1 1 0.000487804
24 3.5