流体传动与控制第二章PPT课件

.
9
2.1.3 对液压工作介质的要求
1) 粘温性能要好。
2) 良好的润滑性能。 3) 质地纯净，杂质少。 4) 对热、氧化、水解有良好的稳定性。 5) 对金属和密封件有良好的相容性。 6) 抗泡沫性、抗乳化性好以及凝固点低、闪点高。 7) 对人体无害，成本低。 对轧钢机、压铸机、挤压机和飞机等液压系统则须突出耐高 温、热稳定、不腐蚀、无毒、 不挥发、防火等项要求。
.
13
2.2.2 液体静力学方程
在平衡状态下，有:
pAp0AFG
FG为液柱的重量:
FG ghA
则：
pp0 gh
——液体静压力的基本方程
.
14
由静压力基本方程得出的结论：
静止液体内任一点处的压力由两部分组成，一部 分是表面压力p0，另一部分是自重形成的压力 ρgh。当液面上只受大气压力pa作用时，该点处 的静压力则为:
作用在曲面上，液体在某个方向的静压力等于液压力与 曲面在该方向的投影面积的乘积。
Fx
2
plr cos d
2
plr
s
i
n
2
sin
Leabharlann Baidu
2
2 plr
.
18
2.1.3 压力的表示方法及单位
压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa， 1Pa = 1N/m2， 1MPa = 106 Pa
.
19
2.3 液体动力学基础
的运动粘度。
运动粘度的单位为m2/s。 是工程实际中常用的物理量。 液压油牌号：L-HL32，在40℃时，ν=32 m2/s。
.
6
（3）相对粘度
相对粘度又称条件粘度，它是在一定的测量条件测定的。
根据测量的方法不同，可分为恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、 雷氏粘度Re等。我国和德国等国家采用恩氏粘度。
➢ 流速与过流断面的面积成反比。
.
21
2.3.3 伯努利方程
伯努利方程是能量守衡定律在流动液体中的表现形式。
1、理想液体的伯努利方程
1
2.1.2 液压工作介质的性能
1.液体的可压缩性
液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的可压缩性。 用体积压缩系数 表示。
1 V
p V0
液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以 表示
1
液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。
液压油的体积弹性模量一般取β=700--1000MPa。
上产生的内摩擦力。 表示油液抵抗变形的能力。
.
4
2) 粘度的表示方法
（1）动力粘度
动力粘度的物理意义：液体在单位速度梯度下流 动时单位面积上产生的内摩擦力。
du dz
动力粘度的单位为Pa·s（帕·秒，N·s/m2 ）。
.
5
（2）运动粘度
定义：液体的动力粘度 与其密度 的比值，称为液体
.
2
2.液体的粘性
1) 粘度的定义
液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力 要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做 液体的粘性。
.
3
牛顿内摩擦定律：
du
dz
——单位面积上的内摩擦力（切应力）
——比例常数，称为粘性系数或动力粘度。
液体粘性的物理本质： 液体在单位速度梯度下流动时，单位面积
.
16
压力的产生-负载F的作用
压力是由负载F决定
F2
F1
A2 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。
.
17
2.2.4 液体静压力对固体壁面的作用力
作用在平面上的静压力
F＝pA＝pπD2/4
恩氏粘度测定方法：将200cm3温度为t℃的被测液体装入底部 有2.8mm小孔的恩格勒粘度计的容器中，测出200cm3液体从 小孔流出的时间t1与同体积的蒸馏水在20℃时从恩氏粘度计小 孔流出时间t2的比值，为恩氏粘度。
Et
t1 t2
恩氏粘度与运动粘度的换算关系：
vt 7.31Et 6 .E 3t 11 06m2/s
2.3.1 几个基本概念 1. 理想液体和实际液体 2. 稳定流动和非稳定流动 3. 通流截面、流量和平均流速
q V vA t
q/ A
.
20
2.3.2 液体连续性方程 假设液体作定常流动，且不可压缩。 根据质量守恒定律：
1v1A12v2A2常数
A1v1A2v2
qAv常数
物理意义：
➢ 定常流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是不变的。
2.1.4 液压工作介质的选用
.
10
液压流体力学
➢ 流体力学
- 研究液体平衡和运动力学规律的一门科学。
➢ 主要内容
液体静力学 液体动力学 管道中液流的特性 孔口及缝隙的压力流量特性
.
11
2.2 液体静力学基础
液体静力学
主要研究液体处于静止状态下的力学规律和这些规律的应用 ✓ 静压力及其特性 ✓ 静压力基本方程式 ✓ 帕斯卡原理 ✓ 静压力对固体壁面的作用力
.
12
2.2.1 压力及其特性
作用在液体上的力有两种：质量力和表面力。
液体内某点处单位面积△A上所受到的法向力△F，称为压
力p（静压力）。
p lim F A0 A
液体的静压力具有两个重要特性： (1) 液体静压力的方向总是作用在内法线方向上； (2) 静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。
ppa gh
静压力随液体深度h的增加而线性地增加；
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。
.
15
2.2.3 液体静压力的传递（帕斯卡原理）
密闭容器内的平衡液体中，施加于液体在一点的 压力将等值地传递到液体各点。(静压传递原理)
力可以放大、可以缩小、可以改变方向
.
7
（4）影响粘度的主要因素
液体的粘度随液体的压力和温度而变。 压力增大时，液压油粘度增大。 p≤32Mpa ，通常忽略不计。
.
8
（4）影响粘度的主要因素
液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度下降。 粘度随温度变化特性，用粘度－温度曲线表示。
图2-2 几种国产液压油的粘度-温度曲线
2.1 液压系统的工作介质
2.1.1 液压工作介质的类型
工作液体
矿物油
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
乳化液
油包水乳化液 (油 60%，水 40%) 水包油乳化液 (水 90~95%，油 5~10%)
磷酸脂基液压油
合成型
水——.二元醇基液压油