第二章 液压油与液压流体力学基础
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2章 液压油与液压流体力学基础
1.对液压油的性能要求：
粘温性好、润滑性要好、化学稳定性好，不易氧化、质地纯净，抗 泡沫性好、闪点要高，凝固点要低
《液压与气压传动》
2.液压油的主要品种及其性质：
《液压与气压传动》
3.液压油的选用：
首先应根据液压系统的环境与工作条件选用合适的液压油类型， 然后对油液粘度等级选择。
《液压与气压传动》
2.1.3 液体的粘性
1.粘性的意义
牛顿液体内摩擦定律
Ff
A d
dy
d dy
μ—比例系数，称为动力粘度
《液压与气压传动》
2.粘度 ⑴动力粘度μ
du / dy
物理意义：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的 液层间单位面积上产生的内摩擦力。
法定计量单位：Pas （1Pas=1Ns/m2），以前沿用的单位为P（泊， dynes/cm），它们之间的关系是，1 Pas = 10 P。
；
Cq—流量系数 Cq=CvCc 。
液流完全收缩情况下（D/d ≥ 7）： 当 Re≤105 Cq = 0.964 Re-0、05
当 Re > 105 Cq = 0.61 ∽ 0.63 液流不完全收缩时（D/d < 7）， Cq = 0.7 ∽ 0.8
《液压与气压传动》
22..55..21液液体体流流过过缝小隙孔的的流流量量
《液压与气压传动》
2.污染的原因
生成物污染、侵入物污染、残留物污染
3．污染的控制
消除残留物污染、力求减少外来污染、滤除系统产生的杂质、定期 检查更换液压油
《液压与气压传动》
2.2 液体静力学基础
2.2.1液体的压力
液体的压力有如下特性：
第二章 液压油与液压流体力学基础
2.1 液体的物理性质
一、 液体的密度和重度
①密度：单位体积液体内所含有的质 量 单位：kg/m3，N.s2/m4 ②重度：单位体积液体的重量
g
二、流体的压缩性及液压弹簧刚性系数
压缩性：液体受压力作用其体积会减小的性质
2.1 液体的物理性质
①体积压缩系数k：当温度不变时，在压力的变化 下，流体密度（体积）所产生的相对变化量
2.3 流动液体力学
3、非恒定流动：通过空间某一固定点的各液 体质点的速度、压力和密度等任一参数只要 有一个是随时间变化的，即为非恒定流动。
4、一维流动：若运动参数（流速、压力、 密度等）只是一个坐标的函数，则称为一维 流动。 5、三维流动：通常流体的运动都是在三维 空间内进行的，若运动参数是三个坐标的函 数，则称这种流动为三维流动。
流束的特性： 恒定流动时，流束的形状不随时间改变； 流体质点不能穿过流束表面流入或流出； 流束是一个物理概念，具有一定的质量和 能量； 由于微小流束的横断面很小，所以在此截 面上各点的运动参数可视为相同。
2.3 流动液体力学
8、通流截面：流束中与所有流线正交的 截面。 9、微小流束：通流截面无限小时的流 束为微小流束，微小流束截面上各点 上的运动速度可以认为是相等的。 10、流量：单位时间内通过某通流截面 的液体体积。 Q=V/t
2.3 流动液体力学
11、平均流速：是假想的液体运动速度，认 为通流截面上所有各点的流速均等于该速度， 以此流速通过通流截面的流量恰好等于以实 际不均匀的流速所通过的流量。
2.3 流动液体力学
二、流量连续性方程
质量守恒 ：
单位时间内，流入质量－流出质量=控制体内质量的变化率
液压油和液压流体力学基础
第二章液压油和液压流体力学基础一、填空1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的，其大小用表示。
常用的粘度有三种：即、和。
2.液体的粘度具有随温度的升高而，随压力增大而的特性。
3.各种矿物油的牌号就是该种油液在40℃时的的平均值，4.当液压系统的工作压力高。
环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏。
宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较的液压油。
5.液压系统的工作压力取决于。
6.在研究流动液体时，将既又的假想液体称为理想液体。
7.当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度由决定。
8.液体的流动状态用来判断，其大小与管内液体的、和管道的有关。
9.在液压元件中，为了减少流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于状态。
二、判断1.液压传动中，作用在活塞上的推力越大，活塞运动的速度越快。
（）2.油液在无分支管路中稳定流动时，管路截面积大的地方流量大，截面积小的地方流量小。
（）3.习题图2-1所示的充满油液的固定密封装置中，甲、乙两个用大小相等的力分别从两端去推原来静止的光滑活塞，那么两活塞将向右运动。
（）习题图2-14.液体在变径的管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，压力小。
( )5.流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的2.5倍。
( )6.液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。
( )7.液压油能随意混用。
（ )8.在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。
( )9.习题图2-2两系统油缸尺寸相同，活塞匀速运动，不计损失，试判断下列概念：（1）图b活塞上的推力是图a活塞上推力的两倍；（）（2）图b活塞上的运动速度是图a活塞运动速度的两倍；（）（3）图b缸输出的功率是图a缸输出功率的两倍；（）（4）若考虑损失，图b缸压力油的泄漏量大于a缸压力油的泄漏量。
（）（a）（b）习题图2-2三、单项选择1.液压系统的执行元件是。
第二章 液压油与流体力学基础(1)
=
1
=-
V p V
◆ 体积弹性模量Κ越大，液体的可压缩性越小，其抗压性能 越强，反之越弱。 ◆ 温度升高，Κ值减小，在油液正常工作范围内，Κ值会 有5%～25%的变化。压力增大，Κ值增大，但当p≥3MPa时，Κ 值基本上不再增大。纯液压油的Κ=（1.4~2）×103 MPa，其数值 很大，一般被认为是不可压缩的。
2.1 液体的物理性质
（2）运动粘度
液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度。即
=
m2 / s
（1）动力粘度（绝对粘度）μ F /A f du / dy
动力粘度的物理意义： 液体在单位速度梯度下流动时，相接 触的液体层间单位面积上所产生的内摩擦力。 动力粘度的单位：Pa ·s （1Pa·s = 1N·s/m2 ）
2014/11/24
第2章 液压油与液压流体力学基础
2.1 液体的物理性质 2.1 液体的主要物理性质
液体是液压传动传递能量和运动的工作介质，同时也起到润 滑、冷却和防锈的作用。因此液压油的物理、化学、力学性质对 液压系统的工作影响很大。
本章教学内容
2.1 液体的物理性质 2.2 液体静力学基础 2.3 流动液体力学基础 2.4 液体在管道内的压力损失计算 2.5 孔口和间隙的流量—压力特性 2.6 液压冲击和气穴现象
=
m V
( kg/m 3 )
γ ≈ 8.8×103 N/m3
1
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2.1 液体的物理性质
2.1.2 液体的可压缩性、体积弹性模量
2.1 液体的物理性质
2. 体积弹性模量
体积弹性模量 为液体体积压缩系数的倒数，用Κ表示。即
1. 液体的可压缩性
液压油与液压流体力学基础
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。
2.1液体的物理性质液体是液压传动的工作介质，同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。
液压系统能否可靠、有效地进行工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。
2.1.1液体的密度液体的密度定义为dV dm V m V =∆∆=→∆0limρ （2.1） 式中 ρ——液体的密度（kg/m 3）；ΔV ——液体中所任取的微小体积（m 3）；Δm ——体积ΔV 中的液体质量（kg ）；在数学上的ΔV 趋近于0的极限，在物理上是指趋近于空间中的一个点，应理解为体积为无穷小的液体质点，该点的体积同所研究的液体体积相比完全可以忽略不计，但它实际上包含足够多的液体分子。
因此，密度的物理含义是，质量在空间点上的密集程度。
对于均质液体，其密度是指其单位体积内所含的液体质量。
V m =ρ （2.2） 式中 m ——液体的质量（kg ）；V ——液体的体积（m 3）。
液压传动常用液压油的密度数值见表2.1。
表2.1 液压传动液压油液的密度变化忽略不计。
一般计算中，石油基液压油的密度可取为ρ＝900kg/m 3。
2.1.2液体的可压缩性液体受压力作用时，其体积减小的性质称为液体的可压缩性。
液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数k 来表示，其定义为：受压液体在发生单位压力变化时的体积相对变化量，即VV p k ∆∆-=1 （2.3） 式中 V ——压力变化前，液体的体积；Δp ——压力变化值；ΔV ——在Δp 作用下，液体体积的变化值。
由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边必须冠一负号，以使k 成为正值。
液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量K ，简称体积模量。
V K p V=-∆∆ （2.4） 体积弹性模量K 的物理意义是液体产生单位体积相对变化量所需要的压力。
2-液压油与液压流体力学基础-1
液体静压力分布特征： (a)一部分是液面上的压力p0， 另一部分是ρg与该点离液面深 度h的乘积。
(b)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度h的增加而 线性地增加。 (c)连通器内同一液体中深度h相同的各点压力都相等。由 压力相等的组成的面称为等压面。在重力作用下静止液体中 的等压面是一个水平面。
第二章 液压油与液压流体力学基础
液压传动是以液体作为工作介质传递能量的。液压系统 中的液压油既是传递功率的介质，又是液压元件的冷却、 防锈和润滑剂。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染 物，也要靠液压油带走。液压油的物理、化学特性将直 接影响液压系统的工作。
流体力学是研究流体在外力作用下的平衡和运动规律的 一门学科。主要讨论液体在静止和运动过程中的基本力 学规律。这些内容是合理设计和使用液压系统的理论基 础。
/（kg﹒m-3）
在计算时，液压油密度常取ρ＝900 kg﹒m-3 重度：对于均质液体，单位体积内的液体重量被称为重度。 ＝G/V
2.液体的可压缩性 液体在受压力作用时，其体积减小。液体在受压力的作用 而使液体体积发生变化的性质被称为液体的可压缩性。 液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数 来表示，其定 义为：受压液体在单位压力变化时发生的体积相对变化量， 即 1 V
质量力：单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在 数值上等于加速度。
表面力：是与液体相接触的其它物体（如容器或其它液体） 作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在 另一部分液体上的力，这是内力。
单位面积上作用的表面力称为应力，它有法向应力和切向 应力之分。当液体静止时，液体质点间没有相对运动，不存 在摩擦力，所以静止液体的表面力只有法向力。液体内某点 处单位面积△A上所受到的法向力△F之比，称为压力p（静 压力），即 F
第二章 液压油与液压流体力学基础
第二章液压油与液压流体力学基础2.1重点、难点分析本章是液压与气压传动课程的理论基础。
其主要内容包括：一种介质、两项参数、三个方程、三种现象。
一种介质就是液压油的性质及其选用；两个参数就是压力和流量的相关概念；三个方程就是连续性方程、伯努利方程、动量方程；三种现象就是液体流态、液压冲击、空穴现象的形态及其判别。
在上述内容中重点内容为：液压油的粘性和粘度；液体压力的相关概念如压力的表达、压力的分布、压力的传递、压力的损失；流量的相关概念如：流量的计算、小孔流量、缝隙流量；三个方程的内涵与应用。
其中，液压油的粘度与粘性、压力相关概念、伯努利方程的含义与应用、小孔流量的分析是本章重点的重点也是本章的难点。
1．液压油的粘性是液体流动时由于内摩擦阻力而阻碍液层间相对运动的性质，粘度是粘性的度量。
液压油的粘度分为动力粘度、运动粘度和相对粘度。
动力粘度描述了牛顿液体的内摩擦应力与速度梯度间的关系，物理意义明确但是难以实际测量；运动粘度是动力粘度与密度的比值，国产油的标号就是用运动粘度的平均厘斯值的表达，实用性强，直接测量难；相对粘度就是实测粘度，其中恩氏粘度就是用恩氏粘度计测量油液与对比液体流经粘度计小孔时间参数的比值，直观性强，物理意义明确，操作简便。
在一般情况下，动力粘度用作粘度的定义，运动粘度用作油品的标号，相对粘度用作粘度的测量。
三者的换算关系可以用教材中所提供的公式解算，也可通过关手册所提供的线图查取。
影响粘度的因素主要有温度和压力，其中温度的影响较大。
在选用液压油时，除考虑环境因素和设备载荷性质外，主要分析元件的运动速度、精度以及温度变化等因素的影响。
2．液压系统中的压力就是物理学中的压强，压力分静止液体的压力和流动液体的压力两种；按参照基准不同，压力表达为绝对压力、表压力和真空度；在液压系统中，压力的大小取决于负载（广义负载）；压力的传递遵循帕斯卡原理，对于静止液体压力的变化量等值传递，对于流动液体压力传递时要考虑到压力损失的因素；压力分布的规律就是伯努利方程在静止液体内的一种表述形式。
第2章 液压流体力学基础 ppt课件
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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
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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？
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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
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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。
第二章 液压油与液压流体力学基础
第二章 液压油与液压流体力学基础 液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因此，了解液体的物理性质，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学规律，对于正确理解液压传动的基本原理，合理设计和使用液压系统都是非常重要的。
第一节 液体的物理性质一、 液体密度单位体积液体的质量称为液体的密度，通常用ρ（kg/3m ）表示ρ=M ／ν。
式中 v ——液体的体积（3m ）；M ——液体的质量（㎏）。
密度是液体的一个重要的物理参数。
密度的大小随着液体的温度或压力的变化会产生一定的变化，但其变化量较小，一般可以忽略不计。
常用液压油的密度约为900 kg/3m 。
二、 液体的可压缩性液体受压力作用而使体积减小的性质成为液体的可压缩性。
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的体积相对变化量为K= 1VP V -∆∆式中。
K 为体积的压缩系数。
由于压力增大时，液体的体积减小，即p ∆与v ∆的符号始终相反，为保证K 为正值，在上式的右边加一负号。
K 的倒数成为液体的体积模量，以K 表示，即K= 1K = V P V -∆∆K 表示液体产生单位体积相对量所需要的压力增量。
在常温下，纯净液压油的体积模量K=(1.4~2.0) ×910P a 。
在变动压力下，液压油的可压缩性的作用极像一个弹簧，即压力升高，油液体积减小；压力降低，油液体积增大。
当作用在封闭液体上的压力发生∆F 的变化时，如液体承压面积A 不变，则液柱的长度必有∆ι的变化（见图2-1）.在这里，体积变化为V A l ∆=∆，压力变化为/p F A ∆=∆,即2V F K A l -∆=∆ 或 2h F p A A k K l l V-∆-∆===∆∆, 式中h k ——“液压弹簧”的刚度。
三、液体的粘性1．粘性的意义液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动，既具有一定的内摩擦力，这种性质称为液体的粘性。
液压与气压传动第二章液压油与液压流体力学基础
我国和德国等国家采用恩氏粘度。
2006-9-2
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(4)温度对粘度的影响 液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度下 降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小越 好。 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。
(1)油箱中的液面应保持一定高度； (2)正常工作时油箱的温升不应超过液压油所允许的范围，
一般不得超过65℃； (3)为防止系统中进入空气，要做到： ✓ 所有回油管都在油箱液面以下； ✓ 管口切成斜断面；
✓ 油泵吸油管应严格密封；
✓ 油泵吸油高度应尽可能小些，以减少油泵吸油阻力；可 能情况下，应在系统最高点设置放气阀；
洁净液压油
液压油
含水液压油
水一二元醇液压油乳化液 Nhomakorabea油包水 水包油
合成液压油
磷酸脂基液压油 合成液压油(如硅酮，卤化物等)
2006-9-2
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5.液压油的使用要求
(1)适当的粘度：过大，造成水力损失增加，效率低；粘度小， 漏失大，容积效率低。
选择液压油还与具体使用条件有关。如夏天，粘度要大些， 冬天则选用粘度小；南方，用高号液压油，北方则选用低号 液压油。
(3)根据液压系统的工作压力、环境温度及工作部件的运动速 度确定液压油的粘度后，确定油的具体牌号。工作压力、环 境温度高，而控制的工作部件运动速度低时，为了减少泄露， 宜采用粘度较高的液压油，反之，则采用粘度较低的液压油。
总的来说，应尽量选用较好的液压油。
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液体单位面积上所受的法向力，称为压力，以p表示，单位Pa、Mpa
F p lim A 0 A
静止液体的压力称为静压力。
性质： （1）液体的压力沿内法线方向作用于承压面上； （2）静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。
二、重力作用下静止液体中的压力分布 间内流过某一通流截面的液体体积称为流量。 流量以q表示，单位为m³ /s或L/min。
q = V/t = Al/t = Au
当液流通过微小的通流截面dA时，液体在该截面上各 点的速度u可以认为是相等的，所以流过该微小断面的 流量为 dq=udA 则流过整个过流断面A的流量为
m V
(kg / m 3 )
式中：V——液体的体积，单位为m3；
m——液体的质量，单位为kg。
液体的密度随压力或温度的变化而变化，但变化量很 小，工程计算中忽略不计。
（二）液体的可压缩性 液体受压力作用而使体积减小的性质称为液体的可 压缩性。通常用体积压缩率来表示：
1 V k p V0
单位：㎡/s 1㎡/s=104㎝2/s =104斯（St）=106mm2/s =106厘斯（cSt）
液压油牌号：
国际标准按运动粘度对油液的粘度等级（即牌号）进行 划分。常用它在某一温度下（40℃）的运动粘度平均值来表 示，如VG32液压油，就是指这种液压油在40℃时运动粘度 的平均值为32mm2/s（cSt）。
2、粘度 粘性的大小用粘度表示。常用的粘度有三种，即动力 粘度、运动粘度和相对粘度。 ⑴动力粘度 动力粘度又称绝对粘度
du / dy
动力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动 时，流动液层间单位面积上的内摩擦力。 单位： N· s/㎡或Pa· s
⑵运动粘度ν 动力粘度与该液体密度的比值叫运动粘度， 用ν表示 。
物理意义： 单位压力变化下的体积相对变化量。 式中k——液体的体积压缩率； V——液体的体积； ΔV0——体积变化量； Δp——压力增量。
k的倒数称为液体的体积弹性模量，以K表示 ： 1 V p K k V
体积弹性模量表示产生单位 体积相对变化量时所需要 的压力增量，说明液体抵抗压缩能力的大小。 纯净液压油的体积弹性模量K=（1.4～2.0）×109Pa， 体积弹性模量和温度、压力有关 。温度增大，K值减小， 压力增大，K值增大。 液压液中有游离气泡时，K值大大减小。
q udA A q udA
A A
(2 16)
q A
液压缸的运动速度取决于进入液液压缸的流量，并 且随着流量的变化而变化。 流量也可以用质量流量来表示。
(2
二、连续性方程
根据质量守恒定律
ρ1v1A1=ρ2v2A2
当忽略液体的可压缩性时，ρ1=ρ2，则得 v1A1=v2A2 或写成 q =vA=常数
⑶相对粘度 相对粘度又叫条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定 的条件下测量出来的的粘度。由于测量条件不同，各国所用 的相对粘度也不同。中国、德国和俄罗斯等一些国家采用恩 氏粘度，美国用赛氏粘度，英国用雷氏粘度。
恩氏粘度用恩氏粘度计测定，即将200
ml被测液体装入恩氏粘 度计中，在某一温度下，测出液体经容器底部直径为φ2.8㎜小孔 流尽所需的时间t1，与同体积的蒸馏水在20℃时流过同一小孔所 需的时间t2（通常t2=52s）的比值，便是被测液体在这一温度时 的恩氏粘度。
绝对压力、相对压力与真空度间的相互关系
表压力（相对压力） 大气压力 绝对压力
真空度 绝对压力
绝对真空
绝对压力、相对压力与真空度间的相互关系
绝对压力=大气压力+相对压力 真空度=大气压力-绝对压力 压力的常用单位为Pa（帕，N/㎡）、MPa（兆帕，N/㎜² ），bar （巴） 常用压力单位之间的换算关系为：1MPa=106 Pa，1bar=105 Pa。 1atm(标准大气压） ≈ 1bar=105 Pa
p pa gh
⑵静止液体内的压力随液体深度变化呈直线规律分布。 ⑶离液面深度相同的各点组成了等压面，此等压面为一 水平面。
（二）静压力基本方程的物理意义
p p0 gh p0 g ( z0 z )
p0 p z z0 常数 g g
Z: 单位重量液体的位能,称位置水头 p g :单位重量液体的压力能,称压力水头 静止液体内任一点具有压力能和位能两种能量形式， 且其总和保持不变，即能量守恒。两种能量形式之间可以 相互转换。
曲面在某一方向上所受的液 压力，等于曲面在该方向的投 影面积和液体压力的乘积。
对于球阀和锥阀
F p A p
4
d
2
§2-3 液体动力学 一、基本概念
1.理想液体、恒定流动、一维流动 理想液体：一种假想的既无粘性又不可压缩的液体。 恒定流动：液体流动时，液体中任一点处的压力、速 度和密度等参数都不随时间而变化。 （或称定常流动、 非时变流动） 反之，只要压力、速度或密度中有一个参数随时间 变化，就称非恒定流动（或称非定常流动、时变流动）。 一维流动：当液体整体作线形流动时，称为一维流动。 即液体的流动参数仅仅是一个坐标的函数。
这就是液流的连续性方程。
在恒定流动中，通过液流各截面的不可压缩液体的流 量是相等的。因而流速和过流断面成反比。
三、能量方程（伯努利方程） 1、理想液体微小流束的伯努利方程
2 2 p1 u1 p2 u2 z1 z2 g 2 g g 2 g
p
g
z
u2 2g
c
物理意义：在密闭管道内作恒定流动的 理想液体，具有三种形式的能量即压力 能、动能和位能，它们之间可以相互转 化，但在管道内任一处，单位重量的的 液体所包含的这三种能量的总和是一定 的。
三、压力的表示方法和单位
液体压力分为绝对压力和相对压力两种： 绝对压力 以绝对真空为基准测得的压力。 相对压力 以大气压为基准测得的压力，也叫表压力。 真空度 如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，这时，比大气压力 小的那部分数值叫做真空度。
表压力（相对压力） 大气压力 绝对压力
真空度 绝对压力
绝对真空
t1 Et t2
恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系式为：
6.31 7.31 E E
(2 9)
上式中ν的单位是mm2/s（cst）。
国际标准化组织规定统一采用运动粘度表示油的粘度。
3 3 ,密度900kg/m ,在50 C时流过恩氏粘 例题： 液压油体积200cm 3 度计所需时间t1=153s,20 C时200cm 的蒸馏水流过恩氏粘度计 所需时间t2=51s, o 问：该液压油的恩氏粘度 E 、运动粘度 、动力粘度各为多 50 t1 少？ Et 解：
3. 已知某液压油的运动粘度为32㎜² /s，密度为900㎏/m³ ， 问：其动力粘度和恩氏粘度各为多少？ 作业： 1.什么是粘性？粘性有哪几种表示方法？压力和温度对粘 性有何影响？ 2.2-5
§2-2
一、液体的压力
液体静力学
质量力 单位质量力数值上等于加速度。 表面力 单位面积上作用的表面力称为应力。
｛ 改善物理性能
改善化学性能
分类代号
静压液压油 L-HH HL HM HR HV
组成及性能特点
常用名称
精制矿物油 HH加抗氧防锈剂 HL加极压抗磨剂 HL改善低温流动性 HM改善粘温特性
普通液压油 机床通用液压油 抗磨液压油 低温液压油 高指数抗磨液压油
HS
HG 动力传动油 L-HA HN
HM改善低温流动性
HM改善粘滑特性
合成抗磨液压油
液压导轨油
精制基础油加多功能复合剂 精制基础油加多功能复合剂
轿车自动传动液 载重车自动传动液
抗燃液压油 L-HFAE HFAS HFB HFC O/W(水色油)型乳化液 含水>80% 水色油型乳化液压油 合成化学品水溶液 含水>80% W/O(油色水)型乳化液 含水约 40% 聚合物水溶液 含水>35% 高水基液压油 油色水型也化液压油 水-乙二醇液压油
四、液压油的选择 考虑因素： 工作环境 工作条件 油液品质 经济性
一般根据泵的要求选择液压油的粘度。
思考题：
1. 2. 液压油有那些性质？与什么因素有关？液压油的牌 号与粘度有什么关系？如何选用液压油？ 已 知 某 液 压 油 在 20℃ 时 的 恩 氏 粘 度 为 º 20=10 ， 在 E 80℃时为º 80=3.5，试求温度为60℃时的运动粘度。 E
HFDR
HFDU 环保型液压油 L-HETG HEES
磷酸酯合成油 无水
合成酯或其他合成油 无水
磷酸酯抗燃液压油
特种合成抗燃液压油
植物油(甘油酯) 不溶于水 合成酯类油 不溶于水
天然脂肪液压油 合成酯液压油
HEPG
HEPR
聚二醇(聚醚) 可溶于水
合成烃(PAO) 不溶于水
聚二醇液压油
合成烃液压油
二、液压油的物理性质 （一）密度 单位体积液体的质量称为液体的密度，通常用“ρ”表示
三、对液压油的要求 （1）合适的粘度，较好的粘温特型。 （2）润滑性能好。 （3）质地纯净、杂质少。 （4）对金属和密封件有良好的相容性。 （5）对热、氧化、水解、剪切都有良好的稳定性。 （6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。
（7）体积膨胀系数小，比热容大。
（8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害，成本低。
（三）液体的粘性 1、粘性的意义 液体在外力作用下流动时，液 体分子间的内聚力会阻碍其分 子的相对运动，即具有一定的 内摩擦力，这种性质称为液体 的粘性。
du F f A dy
---粘性系数