液压流体力学基础 优秀课件
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气压小的那部分数值叫真空度 在液压系统中，如不特别说明，压力均指相对压力。
大气压力、绝对压力、相对压 力和真空度的关系为：（如图）
p
p>pa
绝对压力
相源自文库压力 p=pa
真空度
p<pa 绝对压力
p=0
用公式表示为： P=pa+p计
若p<pa时，p真=pa-p
例：设某点的绝对压力p=0.3×105pa.则其真空度p真=(1-0.3) ×105=0.7 ×105pa.
P=pa+ρgh.
2) 静止液体内的压力随液体深度呈直线规律分布。 3）离液体深度相同的各点组成了等压面，此等压面为一水
平面
Ø三、压力的表示方法和单位
根据度量基准不同，液体的压力分为绝对压力和相对压力两种。 绝对压力：以绝对真空为基准所测的压力。 相对压力：以大气压为基准测得的高出大气压的那部分压力。 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
液压流体力学基础
第一节 液压静力学 第二节 液压动力学 第三节 管道中液流的特性 第四节 孔口和缝隙液流 第五节 气穴现象 第六节 液压冲击
第二节 液体静力学
液体：
1、静止液体：是指液体内部质点间没有相对运动，至于液体 整体完全可以像刚体一样作各种运动。
2、运动液体：质点间有相对运动。
➢ 一、液体静压力及其特性
F2=PA2=PF2A2/A1
现A2/A1越大，F2也越大。也就是说在小活塞上加不 大的力，大活塞就可以得到较大的力，将重物举起。
F1 A1
W
A2 F2
ü例2、液压系统中的压力形成机理。 如图（a），油泵连续不断的向缸内供油时，当油液注满后，由于活塞 受到外界负载的阻碍作用，使活塞不能向右运动，此时继续向缸内供 油，其挤压作用不断加剧，产生压力，当压力升高到足以克服外界负 载时，活塞便向右运动，这时系统压力为 p=F/A，如果F不再变化， 则由于活塞的移动，使液压缸的左腔的容积不断增大，这正好容纳了 液压泵的连续供油量，此时液压泵不再受到更大的挤压，因而压力就 不再升高，始终保持相应的P值。
1、压力：液体单位面上所受的法向力称为压力。这一定义在 物理学中称为压强，用P表示，单位为Pa(N/m2)或MPa 1MPa=106Pa 2、液体压力特性： 1）液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。 2）静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。若液体 中某点受到的各个方向的压力不相等，那么液体就要运动， 破坏静止条件。 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。
(c)
五、液体对固体壁面的作用力 液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到总压力作用。 1、当固体壁面为一平面，液体压力在该平面总作用力F=PA.
方向垂直于该平面。
P A
2、当固体壁面为一曲面时，液体压力在该曲面某X方向上的 总作用力Fx等于液体压力p与曲面在该方向投影面积Ax的 乘积。即: Fx=pAx
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。
实际液体：任何液体都具有粘性，而且可以压缩（尽 管可压缩性很小），这样的液体称为实际液体。
恒定流动：液体流动时，若液体中任一点处的压力、 速度和密度都不随时间而变化，则这种流动 为恒定流动（亦称定常流动）。
非恒定流动：只要压力、速度或密度中有一个随时间 变化，就称非恒定流动。
流束：如果通过某截面上所有各点画出流线，这些流线的 集合就构成流束。
通流截面：流束中与所有流线正交的截面积为通流截面。 平行流动：流线彼此平行的流动。
流线间夹角很小，或流线曲率半径很大的流动称缓变流动。
（三）流量和平均流速
流量：单位时间内流过通流截面的液体体积，用q表示。 对于微小流束，通过该流通截面的流量为: dq=udA 流过整个通流截面的流量为: q=∫AudA
一维流动：当液体整个地做线性流动时，称为一维流 动。即液流界面上各点处的速度矢量完全相同。
这种情况下在现实中极为少见，但为了处理问题方便， 在液压传动中我们都以一维流动处理，然后再用实验 数据来纠正。
（二）迹线、流线、流束和通流截面
迹线：流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运 动轨迹。
流线：是某一瞬间液流中一条条标志各处质点运动状态的 曲线。在流线上各点处的瞬间液流方向与该点的切 线方向重合。
➢ 二、重力作用下静止液体中
P0
的压力分布
密度为ρ的液体处于静止状态，
为求任意深度h处的压力p，
h
可设想从液体内取出以面积
为ΔA，高度为h的小液柱.由
于液柱处于平衡状态，则有：
P0 A
FG
h
PA
P=P0+ρgh 此式称为液体静力学基本方程式。
由上式可知，重力作用下的静止物体，其压力分布有如下特征： 1）静止液体内任一点处的压力都由两部分组成：一是液体表面压 力，另一是重力引起压力ρgh.若液体表面压力是大气压Pa，则有
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转 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.
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
P
A
(a)
对于（b）图，用压力 计测的压力值为零，因为此 时外界负载为零，油液的流 动除受到管路的阻力外没有 受到阻碍，因此建立不起压 力。
（c）图压力表的读数也为零. 综上所述，液压系统中
的压力，是由于液体受到各 种形式的外界载荷的阻碍， 使油液受到挤压，其压力的 大小取决于外界载荷的大小。
P A (b)
流量常用单位：L/min 或 mL/min
流速；流动液体内的质点在单位时间内流过的距离，用 u表示。
返回
P=PA=
D 2 p
4
P=PA= d 2 p 4
第二节 液体动力学
主要讨论液体流动时运动规律，能量转换和流动 液体对壁面的作用力，具体介绍三个基本方程—连续 性方程、伯努利方程和动量方程。
这三个方程是刚体力学中质量守恒、能量守恒和 动量守恒在流体力学的具体体现，前两种用来解决压 力、流速和流量之间的关系，后者则用来解决流动液 体与固体壁面作用力问题 一、基本概念 1、理想液体、恒定流动和一维流动
大气压力、绝对压力、相对压 力和真空度的关系为：（如图）
p
p>pa
绝对压力
相源自文库压力 p=pa
真空度
p<pa 绝对压力
p=0
用公式表示为： P=pa+p计
若p<pa时，p真=pa-p
例：设某点的绝对压力p=0.3×105pa.则其真空度p真=(1-0.3) ×105=0.7 ×105pa.
P=pa+ρgh.
2) 静止液体内的压力随液体深度呈直线规律分布。 3）离液体深度相同的各点组成了等压面，此等压面为一水
平面
Ø三、压力的表示方法和单位
根据度量基准不同，液体的压力分为绝对压力和相对压力两种。 绝对压力：以绝对真空为基准所测的压力。 相对压力：以大气压为基准测得的高出大气压的那部分压力。 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
液压流体力学基础
第一节 液压静力学 第二节 液压动力学 第三节 管道中液流的特性 第四节 孔口和缝隙液流 第五节 气穴现象 第六节 液压冲击
第二节 液体静力学
液体：
1、静止液体：是指液体内部质点间没有相对运动，至于液体 整体完全可以像刚体一样作各种运动。
2、运动液体：质点间有相对运动。
➢ 一、液体静压力及其特性
F2=PA2=PF2A2/A1
现A2/A1越大，F2也越大。也就是说在小活塞上加不 大的力，大活塞就可以得到较大的力，将重物举起。
F1 A1
W
A2 F2
ü例2、液压系统中的压力形成机理。 如图（a），油泵连续不断的向缸内供油时，当油液注满后，由于活塞 受到外界负载的阻碍作用，使活塞不能向右运动，此时继续向缸内供 油，其挤压作用不断加剧，产生压力，当压力升高到足以克服外界负 载时，活塞便向右运动，这时系统压力为 p=F/A，如果F不再变化， 则由于活塞的移动，使液压缸的左腔的容积不断增大，这正好容纳了 液压泵的连续供油量，此时液压泵不再受到更大的挤压，因而压力就 不再升高，始终保持相应的P值。
1、压力：液体单位面上所受的法向力称为压力。这一定义在 物理学中称为压强，用P表示，单位为Pa(N/m2)或MPa 1MPa=106Pa 2、液体压力特性： 1）液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。 2）静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。若液体 中某点受到的各个方向的压力不相等，那么液体就要运动， 破坏静止条件。 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。
(c)
五、液体对固体壁面的作用力 液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到总压力作用。 1、当固体壁面为一平面，液体压力在该平面总作用力F=PA.
方向垂直于该平面。
P A
2、当固体壁面为一曲面时，液体压力在该曲面某X方向上的 总作用力Fx等于液体压力p与曲面在该方向投影面积Ax的 乘积。即: Fx=pAx
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。
实际液体：任何液体都具有粘性，而且可以压缩（尽 管可压缩性很小），这样的液体称为实际液体。
恒定流动：液体流动时，若液体中任一点处的压力、 速度和密度都不随时间而变化，则这种流动 为恒定流动（亦称定常流动）。
非恒定流动：只要压力、速度或密度中有一个随时间 变化，就称非恒定流动。
流束：如果通过某截面上所有各点画出流线，这些流线的 集合就构成流束。
通流截面：流束中与所有流线正交的截面积为通流截面。 平行流动：流线彼此平行的流动。
流线间夹角很小，或流线曲率半径很大的流动称缓变流动。
（三）流量和平均流速
流量：单位时间内流过通流截面的液体体积，用q表示。 对于微小流束，通过该流通截面的流量为: dq=udA 流过整个通流截面的流量为: q=∫AudA
一维流动：当液体整个地做线性流动时，称为一维流 动。即液流界面上各点处的速度矢量完全相同。
这种情况下在现实中极为少见，但为了处理问题方便， 在液压传动中我们都以一维流动处理，然后再用实验 数据来纠正。
（二）迹线、流线、流束和通流截面
迹线：流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运 动轨迹。
流线：是某一瞬间液流中一条条标志各处质点运动状态的 曲线。在流线上各点处的瞬间液流方向与该点的切 线方向重合。
➢ 二、重力作用下静止液体中
P0
的压力分布
密度为ρ的液体处于静止状态，
为求任意深度h处的压力p，
h
可设想从液体内取出以面积
为ΔA，高度为h的小液柱.由
于液柱处于平衡状态，则有：
P0 A
FG
h
PA
P=P0+ρgh 此式称为液体静力学基本方程式。
由上式可知，重力作用下的静止物体，其压力分布有如下特征： 1）静止液体内任一点处的压力都由两部分组成：一是液体表面压 力，另一是重力引起压力ρgh.若液体表面压力是大气压Pa，则有
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转 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.
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
P
A
(a)
对于（b）图，用压力 计测的压力值为零，因为此 时外界负载为零，油液的流 动除受到管路的阻力外没有 受到阻碍，因此建立不起压 力。
（c）图压力表的读数也为零. 综上所述，液压系统中
的压力，是由于液体受到各 种形式的外界载荷的阻碍， 使油液受到挤压，其压力的 大小取决于外界载荷的大小。
P A (b)
流量常用单位：L/min 或 mL/min
流速；流动液体内的质点在单位时间内流过的距离，用 u表示。
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P=PA=
D 2 p
4
P=PA= d 2 p 4
第二节 液体动力学
主要讨论液体流动时运动规律，能量转换和流动 液体对壁面的作用力，具体介绍三个基本方程—连续 性方程、伯努利方程和动量方程。
这三个方程是刚体力学中质量守恒、能量守恒和 动量守恒在流体力学的具体体现，前两种用来解决压 力、流速和流量之间的关系，后者则用来解决流动液 体与固体壁面作用力问题 一、基本概念 1、理想液体、恒定流动和一维流动