第二章 流体力学基础(1-6)教学提纲
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2.1.1 液压油的种类
2
2.1 液压油
石
无添加剂的石油基液压液（L-HH）
油
HH + 抗氧化剂、防锈剂（L-HL）
基 液 压
HL + 抗磨剂（L-HM） HL + 增粘剂（L-HR） HM + 增粘剂（L-HV） HM + 防爬剂（L-HG）
液液
压
工
含水
作
液压液
介难
质燃
液
压
液 合成
高含水液压液 （L-HFA）
200ml 温度为T的被测液体,流经恩氏粘度计小孔 （φ2.8mm）所用时间t1，与同体积20度的水通过小孔所 用时间t2 (＝51s)之比。
恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系：
13
2.1 液压油
恩氏粘度
14
2.1 液压油
15
2.1 液压油
VI：表明试油的粘度随温度的变化的程度与标准油的 粘度变化程度的相对值。 VI值越大，表示油液粘度随温度的变化越小。
（2）粘性的度量 液体粘性的大小用粘度来表示。常用的液体粘度表示
方法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。
其物理意义：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。
动力粘度的法定计量单位为： 在国际单位制（SI）中的单位为：Pa.s(1Pa.s=1N.s/m2), 在工程上(CGS)用的单位是P(泊)或cP(厘泊)
（2）润滑性能好 （3）质地纯净，杂质少。 （4）具有良好的相容性。
（5）具有良好的稳定性。（氧化） （6）抗乳化性、抗泡沫性、防锈性、腐蚀性小。
（7）膨胀系数低、比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害，成本低。
18
2.1 液压油
2.1.4 液压油的选择
液压油的粘度等级就是以其40ºC时运动粘度的某一平均 值来表示，
如L-HM32液压油（32号液压油）的粘度等级为32，则 40ºC时其运动粘度的平均值为32mm2/s 。
12
2.1 液压油
相对粘度 雷氏粘度〞R——英国、欧洲 赛氏粘度SSU——美国 恩氏粘度oE——俄国、德国、中国
oE=
t1
t2
单位：无量纲
6
2.1 液压油
液压弹簧刚度
密封在容器内的液体在外力作用下像一根弹簧： 外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。
液体的可压缩性很小，在一般情况下 当液压系统在稳态下工作时可以不考 虑可压缩的影响。
但在高压下或受压体积较大以及 对液压系统进行动态分析时，就需要 考虑液体可压缩性的影响。
7
2.1 液压油
水包油乳化液 （L-HFAE）
水的化学溶液 （L-HFAS）
油包水乳化液（L-HFB） 水-乙二醇（L-HFC） 磷酸酯液(（L-HFAE）)
液压液
氯化氢（L-HFAE）
HFDR + HFDS（L-HFDT）
其它合成液压液（L-HFDU）
举例： 液压油：
L- HL- 68
L： 代表润滑剂类， H：代表液压油， L：代表防锈、抗氧 化型， 最后的数字：代表运 动粘度。
(1Pa.s=1N.s/m2=10P=103cP),
11
2.1 液压油
因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被
称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s,以前沿用的单位为St
（斯），其关系：
1m2/S=104St＝106cSt（厘斯）
我国液压油的牌号就是用它在温度为40oC时的运动粘度 平均值来表示的。
5
2.1 液压油
液体的体积弹性模数定义：液体压缩系数的倒数 液体的体积弹性模数公式：k = 1/κ= - △p v /△v
液体的体积弹性模数物理意义 表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力 的大小。 一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时常取K=0.7×103 MPa
液压油液的体积弹性模量K与温度T、压力P的关系： （1）温度增大时，K值减小，在液压油液正常的工作温度范围内， K值会有5%~25%的变化。 （2）压力增大时，K值增大；反之则减小，但这种变化不呈线性关 系。当压力大于3MPa时，K值基本上不再增大。
3. 粘性及其表示方法 （1）粘性的定义
液体在外力作用下流动或有流动趋 势时，液体内分子间的内聚力要阻止液 体分子间的相对运动，由此产生一种内 摩擦力，这种现象被称为液体的粘性。
粘性是液体在流动时产生内摩擦力 的特性。
静止液体则不显示粘性
内摩擦力
源自文库
动力粘度
8
2.1 液压油
9
2.1 液压油
10
2.1 液压油
3
2.1 液压油
2.1.2 液压油的性质 1 .密度 密度—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的大小（15OC）。
重度：r＝G/v=ρg 其中：G＝mg
4
2.1 液压油
2. 可压缩性和膨胀性
液体受压力作用而发生体积缩小性质称为液体的可压缩性。 可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示 。 液体受温度的影响而使体积发生变化的性质称为液体的膨胀性。
第二章 液压传动流体力学基础
2.1 液压油 2.2 液体静力学 2.3 液体动力学 2.4 流动阻力和能量损失 2.5 孔口和缝隙流量 2.6 空穴现象和液压冲击
本章是学习液压传动理论基础的章节，集中了学习 本课程的基本概念、基本原理和基本定律（方程）。
1
2.1 液压油
液压传动使用流体作为工作介质传递能量。在液压传动系统中， 工作介质用来传递动力和信号的，同时对于液压传动系统来说液压油 还起到润滑、冷却和防锈等作用。
16
2.1 液压油
p<=20MPa,不计影响。
17
2.1 液压油
2.1.3 对液压油的要求
液压工作介质一般称为液压油。液压介质的性能对液压系统的 工作状态有很大影响，液压系统对工作介质的基本要求如下:
（l）有适当的粘度和良好的粘温特性。 粘度是选择工作介质的首要因素。液压油的粘性，对减少间隙
的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。
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。
式中 V：液体加压前的体积（m3）； △V：加压后液体体积变化量（m3）； △p：液体压力变化量（N/ m2）；
κ为：液体的体积压缩系数。单位压力所引起液体体积的变 化，∵ p↑ v↓， ∴为保证κ为正值，式中须加负号。
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2.1 液压油
石
无添加剂的石油基液压液（L-HH）
油
HH + 抗氧化剂、防锈剂（L-HL）
基 液 压
HL + 抗磨剂（L-HM） HL + 增粘剂（L-HR） HM + 增粘剂（L-HV） HM + 防爬剂（L-HG）
液液
压
工
含水
作
液压液
介难
质燃
液
压
液 合成
高含水液压液 （L-HFA）
200ml 温度为T的被测液体,流经恩氏粘度计小孔 （φ2.8mm）所用时间t1，与同体积20度的水通过小孔所 用时间t2 (＝51s)之比。
恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系：
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2.1 液压油
恩氏粘度
14
2.1 液压油
15
2.1 液压油
VI：表明试油的粘度随温度的变化的程度与标准油的 粘度变化程度的相对值。 VI值越大，表示油液粘度随温度的变化越小。
（2）粘性的度量 液体粘性的大小用粘度来表示。常用的液体粘度表示
方法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。
其物理意义：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。
动力粘度的法定计量单位为： 在国际单位制（SI）中的单位为：Pa.s(1Pa.s=1N.s/m2), 在工程上(CGS)用的单位是P(泊)或cP(厘泊)
（2）润滑性能好 （3）质地纯净，杂质少。 （4）具有良好的相容性。
（5）具有良好的稳定性。（氧化） （6）抗乳化性、抗泡沫性、防锈性、腐蚀性小。
（7）膨胀系数低、比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害，成本低。
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2.1 液压油
2.1.4 液压油的选择
液压油的粘度等级就是以其40ºC时运动粘度的某一平均 值来表示，
如L-HM32液压油（32号液压油）的粘度等级为32，则 40ºC时其运动粘度的平均值为32mm2/s 。
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2.1 液压油
相对粘度 雷氏粘度〞R——英国、欧洲 赛氏粘度SSU——美国 恩氏粘度oE——俄国、德国、中国
oE=
t1
t2
单位：无量纲
6
2.1 液压油
液压弹簧刚度
密封在容器内的液体在外力作用下像一根弹簧： 外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。
液体的可压缩性很小，在一般情况下 当液压系统在稳态下工作时可以不考 虑可压缩的影响。
但在高压下或受压体积较大以及 对液压系统进行动态分析时，就需要 考虑液体可压缩性的影响。
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2.1 液压油
水包油乳化液 （L-HFAE）
水的化学溶液 （L-HFAS）
油包水乳化液（L-HFB） 水-乙二醇（L-HFC） 磷酸酯液(（L-HFAE）)
液压液
氯化氢（L-HFAE）
HFDR + HFDS（L-HFDT）
其它合成液压液（L-HFDU）
举例： 液压油：
L- HL- 68
L： 代表润滑剂类， H：代表液压油， L：代表防锈、抗氧 化型， 最后的数字：代表运 动粘度。
(1Pa.s=1N.s/m2=10P=103cP),
11
2.1 液压油
因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被
称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s,以前沿用的单位为St
（斯），其关系：
1m2/S=104St＝106cSt（厘斯）
我国液压油的牌号就是用它在温度为40oC时的运动粘度 平均值来表示的。
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2.1 液压油
液体的体积弹性模数定义：液体压缩系数的倒数 液体的体积弹性模数公式：k = 1/κ= - △p v /△v
液体的体积弹性模数物理意义 表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力 的大小。 一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时常取K=0.7×103 MPa
液压油液的体积弹性模量K与温度T、压力P的关系： （1）温度增大时，K值减小，在液压油液正常的工作温度范围内， K值会有5%~25%的变化。 （2）压力增大时，K值增大；反之则减小，但这种变化不呈线性关 系。当压力大于3MPa时，K值基本上不再增大。
3. 粘性及其表示方法 （1）粘性的定义
液体在外力作用下流动或有流动趋 势时，液体内分子间的内聚力要阻止液 体分子间的相对运动，由此产生一种内 摩擦力，这种现象被称为液体的粘性。
粘性是液体在流动时产生内摩擦力 的特性。
静止液体则不显示粘性
内摩擦力
源自文库
动力粘度
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2.1 液压油
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2.1 液压油
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2.1 液压油
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2.1 液压油
2.1.2 液压油的性质 1 .密度 密度—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的大小（15OC）。
重度：r＝G/v=ρg 其中：G＝mg
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2.1 液压油
2. 可压缩性和膨胀性
液体受压力作用而发生体积缩小性质称为液体的可压缩性。 可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示 。 液体受温度的影响而使体积发生变化的性质称为液体的膨胀性。
第二章 液压传动流体力学基础
2.1 液压油 2.2 液体静力学 2.3 液体动力学 2.4 流动阻力和能量损失 2.5 孔口和缝隙流量 2.6 空穴现象和液压冲击
本章是学习液压传动理论基础的章节，集中了学习 本课程的基本概念、基本原理和基本定律（方程）。
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2.1 液压油
液压传动使用流体作为工作介质传递能量。在液压传动系统中， 工作介质用来传递动力和信号的，同时对于液压传动系统来说液压油 还起到润滑、冷却和防锈等作用。
16
2.1 液压油
p<=20MPa,不计影响。
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2.1 液压油
2.1.3 对液压油的要求
液压工作介质一般称为液压油。液压介质的性能对液压系统的 工作状态有很大影响，液压系统对工作介质的基本要求如下:
（l）有适当的粘度和良好的粘温特性。 粘度是选择工作介质的首要因素。液压油的粘性，对减少间隙
的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。
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。
式中 V：液体加压前的体积（m3）； △V：加压后液体体积变化量（m3）； △p：液体压力变化量（N/ m2）；
κ为：液体的体积压缩系数。单位压力所引起液体体积的变 化，∵ p↑ v↓， ∴为保证κ为正值，式中须加负号。