液压流体力学基础知识讲解学习
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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）
液压流体力学基础知识
真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
整理ppt
16
2. 压力的单位
国际单位制单位 国际单位制单位为Pa（帕）、N/m2（我国法定 计量单位）或兆帕(MPa)，1MPa=106Pa。 工程制单位 kgf/cm2。国外也有用bar(巴），1bar=105Pa。 标准大气压 1标准大气压=101325Pa。 液体柱高度 h=p/(ρg)，常用的有水柱、汞柱等，如1个标准 大 气压约等于10m水柱高。
1
F(FX 2FY2FZ2)2
整理ppt
18
§2.3 液体动力学基础
作用在液体上的两种力：质量力和表面力 静压力：单位面积上所受的法向力。静压力在液体传动中简 称压力，在物理学中称为压强。本书以后只用“压力”一词。 静止液体中某点处微小面积A上作用有法线力F，则该点 的压力定义为
p lim F A0 A
整理ppt
12
若法向作用力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为
整理ppt
17
2.2.5 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于 压力与该壁面面积之积
F p D2
4
当承受压力的固体壁面是曲面时:曲面上总作用力在某一方向上 的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘 积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为Fx、 Fy和Fz时，总作用力的大小为：
整理ppt
15
2.2.4 压力的表示方法及单位
1. 压力的表示方法
相对压力（表压力）: 以大气压力为基准，测
量所得的压力，是高于大气 压的部分 。 绝对压力: 以绝对零压为基 准测得的压力
绝对压力=相对压力 + 大气压力 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真 空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点 的真空度
整理ppt
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2. 压力的单位
国际单位制单位 国际单位制单位为Pa（帕）、N/m2（我国法定 计量单位）或兆帕(MPa)，1MPa=106Pa。 工程制单位 kgf/cm2。国外也有用bar(巴），1bar=105Pa。 标准大气压 1标准大气压=101325Pa。 液体柱高度 h=p/(ρg)，常用的有水柱、汞柱等，如1个标准 大 气压约等于10m水柱高。
1
F(FX 2FY2FZ2)2
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18
§2.3 液体动力学基础
作用在液体上的两种力：质量力和表面力 静压力：单位面积上所受的法向力。静压力在液体传动中简 称压力，在物理学中称为压强。本书以后只用“压力”一词。 静止液体中某点处微小面积A上作用有法线力F，则该点 的压力定义为
p lim F A0 A
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12
若法向作用力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为
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2.2.5 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于 压力与该壁面面积之积
F p D2
4
当承受压力的固体壁面是曲面时:曲面上总作用力在某一方向上 的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘 积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为Fx、 Fy和Fz时，总作用力的大小为：
整理ppt
15
2.2.4 压力的表示方法及单位
1. 压力的表示方法
相对压力（表压力）: 以大气压力为基准，测
量所得的压力，是高于大气 压的部分 。 绝对压力: 以绝对零压为基 准测得的压力
绝对压力=相对压力 + 大气压力 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真 空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点 的真空度
第1章 液压流体力学基础
作业：1-16
1-17
二、流体平衡微分方程 1 欧拉平衡方程 1755年 Euler
z(铅垂方向) dx
dy
p dx (p )dydz x 2
fz
fy fx z y
dz
y
p dx (p )dydz x 2
x
x
根据牛顿第二定理: Fx 0
1 p fx 0 x
1 p 0 类似地： f y y 1 p fz 0 z
3、进行压力损失计算时应注意哪些问题？
作业：
P48：1-14
q =K A
m △P
液压冲击动画演示
思考题：
1、在工程实际中，如何应用薄壁小孔、厚壁小
孔和细长孔？为什么？ 2、在液压系统中，如何有效控制泄漏？ 3、液体流经缝隙的流量与哪些因素有关？ 3、液压冲击和气穴现象产生的原因，有何危害？ 如何预防？
P
P
p
弹簧
液体(密闭)
注意：
*当油液中混有空气时，其压缩性会显 著地增加，并将严重影响液压系统的工 作性能。故在液压系统中尽量减少油液 中的空气含量。
牛顿内摩擦定律
思考题
1、试述油液粘性的定义和牛顿内摩擦定律。 2、液压油的牌号是怎样规定的？说明N32、N12 的含义。 3、影响油液粘度的主要因素是什么？ 4、试述选用液压油的依据和原则，防止液压油污染 的措施。
一、液体静压力及其特性
1. 作 用 于 流 体 上 的 力
作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。 ① 质量力: 指与流体质量成正比的力。
直线：
如：重力、惯性力
离心：
F ma F mr
② 表面力: 指与流体的作用面积成正比的力。 如：固体壁面对液体的作用力，液体表面上气体的作用力等 外力
液压传动第三章 流体力学基础
1、理想流体和恒定流动
理想流体：既无粘性，又无压缩性的假想液体。
实际流体：有粘性，又有压缩性的液体。
恒定流动：液体在流动时，通过空间某一点的压力、速度和密度等运
动参数只随位置变化，与时 间无关。
非恒定流：液体在流动时，通过空间某一点的压力、速度和密度等
运动参数至少有一个是随时 间变化的。
2、流线 流管、流束、通流截面
dqdt
u22 2
dqdt
u12 2
势能：ΔEP gdqh2dt gdqh1dt
外力做的功=能量变化：
W ΔE ΔEK ΔEP
p1
g
u12 2g
h1
p2
g
u22 2g
h2
1.理想流体的能量方程
p1
g
u12 2g
h1
p2
g
u22 2g
h2
2、实际流体伯努利方程
实际流体：有粘性、可压缩、非恒定流动 速度修正：动能修正系数
正确设计和使用液压泵站。 液压系统各元部件的连接处要密封可靠，严防
空气侵入。 采用抗腐蚀能力强的金属材料，提高零件的机
械强度，减小零件表面粗糙度值。
第六节 液 压 冲 击
一、管内液流速度突变引起的液压冲击
有一液位恒定并能保持 液面压力不变的容器如 图3-40所示。
二、运动部件制动所产生的液压冲击
第四节 孔口和缝隙液流
一、薄壁小孔
➢ 薄壁小孔是指小孔的长度和直径之比l/d＜0.5的孔， 一般孔口边缘做成刃口形式，如图3-25所示。
➢薄壁小孔的流量计算
对于图所示的通过薄壁小孔的液体，取小孔前后截面1-1和2-2列伯努利方程
p1
g
v12 2g
第2章-液压流体力学基础ppt课件
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 动水平液压缸活塞，不能 在液体中形成压力。
.Hale Waihona Puke 四、绝对压力、相对压力和真空度
压力有两种表示方法：以绝对零压力作为基准所表示的压力， 称为绝对压力。
以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。相对压 力也称表压力。
相对压力为负数时，工程上称为真空度。真空度的大小以此负 数的绝对值表示。
运动黏度。
单位：m2/s，（米2/秒）或 mm2/s 。1 m2/s=106 mm2/s
液体的运动黏度没有明确的物理意义，但它在工程 实际中经常用到。
我国液压油的牌号就是用它在温度为40℃时的运动 黏度平均值来表示的。例如N32号液压油，就是指这种油 在40℃时的运动黏度平均值为32 mm2/s。
h1=0.1m,h2=0.2m,汞的密度为 1.3 6130kg /m3
油液的密度为90k0g/m3。试计算A
点的绝对压力和真空度。
M
M
.
例5 如图所示，如图所示U形管测压计，已知汞的
密度是 g1.3613 0kg /，m 油3的密度
.
5. 油液的机械稳定性 指液体在长时间的高压作用（主要是挤压作用）下，
保持其原有的物理性质的能力。 液压油应具有良好的机械稳定性。
6. 油液的化学安定性 指液体抗氧化的能力。 液压油应具有良好的化学稳定性，并且不含杂质。
.
二、液压油的分类
.
.
三、液压油的选择
1、液压油的使用要求
➢ 粘温特性好 ➢ 有良好的润滑性 ➢ 成分要纯净 ➢ 对热、氧化水解都有良好的化学稳定性，使用寿命长 ➢ 比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流
.Hale Waihona Puke 四、绝对压力、相对压力和真空度
压力有两种表示方法：以绝对零压力作为基准所表示的压力， 称为绝对压力。
以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。相对压 力也称表压力。
相对压力为负数时，工程上称为真空度。真空度的大小以此负 数的绝对值表示。
运动黏度。
单位：m2/s，（米2/秒）或 mm2/s 。1 m2/s=106 mm2/s
液体的运动黏度没有明确的物理意义，但它在工程 实际中经常用到。
我国液压油的牌号就是用它在温度为40℃时的运动 黏度平均值来表示的。例如N32号液压油，就是指这种油 在40℃时的运动黏度平均值为32 mm2/s。
h1=0.1m,h2=0.2m,汞的密度为 1.3 6130kg /m3
油液的密度为90k0g/m3。试计算A
点的绝对压力和真空度。
M
M
.
例5 如图所示，如图所示U形管测压计，已知汞的
密度是 g1.3613 0kg /，m 油3的密度
.
5. 油液的机械稳定性 指液体在长时间的高压作用（主要是挤压作用）下，
保持其原有的物理性质的能力。 液压油应具有良好的机械稳定性。
6. 油液的化学安定性 指液体抗氧化的能力。 液压油应具有良好的化学稳定性，并且不含杂质。
.
二、液压油的分类
.
.
三、液压油的选择
1、液压油的使用要求
➢ 粘温特性好 ➢ 有良好的润滑性 ➢ 成分要纯净 ➢ 对热、氧化水解都有良好的化学稳定性，使用寿命长 ➢ 比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流
《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(自学)
9
（二）、粘性
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 相对运动而产生一种内摩擦力，这种现 象叫做液体的粘性。
注意
• 粘度是衡量液体粘性的指标； • 常用的粘度为动力粘度，运动粘度，相对 粘度； • 液体流动或有流动趋势时，才有粘性，静 止液体无粘性。 10
１、动力粘度（绝对粘度）
4
P=lim
5
二、液压油的性质
在液压技术中，液压油液最重要的性质是 它的可压缩性和粘性。
（一）、可压缩性
液体的可压缩性用体积压缩系数k和体积弹 性模量K表示。 p0 p0+ △p
v0 v 0- △ v
6
１、体积压缩系数k ：单位压力变化下的体积相 对变化量。
P0 初始压力； △p 压力增量； V0 原始体积（压力为P0 时的体积）； △v 压力增大△p时，体积的减少量； “-” 压力增大时，体积减少，所以 须加负号，以使k为正值。
3
液体与固体不同,它内部质点相互间的 凝聚力很小.故液体不能受拉,所以它受到 的表面力只能是压力.据此我们容易理解 静止的液体只受到质量应力和法向应力. 质量应力方向始终向下,而法向应力始 终朝与液体表面垂直的内法线方向.
定义:液体单位面积上所受到的内法线 方向上的应力我们称为液体静压力,简称 压力.通常用P表示.
1
§3-1、流体静力学
我们绪言已经了解到液压系统中的液 体压力是按 帕斯卡原理进行传递.帕斯卡 原理中所指的是静止的液体.那么静止的 液体有什么特性?这就是我们首先要研究 的问题,也正是流体静力学的研究范畴.
一.压力及其性质 液体上受到的力通常有两种: 质量力和表面力
2
质量力:作用在液体的所有质点上.如重力, 惯性力等等. 表面力:作用在液体的表面上. 注意到液体受到的质量力和表面力与和我 们所说的液体内部受到的压力不是一个概 念.压力是一种液体内部应力,具有压强的量 纲.它表示的是液体内部质点单位面积上受 到的作用力. 应力分为两种:法向应力和切向应力.
（二）、粘性
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 相对运动而产生一种内摩擦力，这种现 象叫做液体的粘性。
注意
• 粘度是衡量液体粘性的指标； • 常用的粘度为动力粘度，运动粘度，相对 粘度； • 液体流动或有流动趋势时，才有粘性，静 止液体无粘性。 10
１、动力粘度（绝对粘度）
4
P=lim
5
二、液压油的性质
在液压技术中，液压油液最重要的性质是 它的可压缩性和粘性。
（一）、可压缩性
液体的可压缩性用体积压缩系数k和体积弹 性模量K表示。 p0 p0+ △p
v0 v 0- △ v
6
１、体积压缩系数k ：单位压力变化下的体积相 对变化量。
P0 初始压力； △p 压力增量； V0 原始体积（压力为P0 时的体积）； △v 压力增大△p时，体积的减少量； “-” 压力增大时，体积减少，所以 须加负号，以使k为正值。
3
液体与固体不同,它内部质点相互间的 凝聚力很小.故液体不能受拉,所以它受到 的表面力只能是压力.据此我们容易理解 静止的液体只受到质量应力和法向应力. 质量应力方向始终向下,而法向应力始 终朝与液体表面垂直的内法线方向.
定义:液体单位面积上所受到的内法线 方向上的应力我们称为液体静压力,简称 压力.通常用P表示.
1
§3-1、流体静力学
我们绪言已经了解到液压系统中的液 体压力是按 帕斯卡原理进行传递.帕斯卡 原理中所指的是静止的液体.那么静止的 液体有什么特性?这就是我们首先要研究 的问题,也正是流体静力学的研究范畴.
一.压力及其性质 液体上受到的力通常有两种: 质量力和表面力
2
质量力:作用在液体的所有质点上.如重力, 惯性力等等. 表面力:作用在液体的表面上. 注意到液体受到的质量力和表面力与和我 们所说的液体内部受到的压力不是一个概 念.压力是一种液体内部应力,具有压强的量 纲.它表示的是液体内部质点单位面积上受 到的作用力. 应力分为两种:法向应力和切向应力.
4第二章 液压流体力学基础知识
一、平行平板缝隙
图示平行板形成的缝隙间充满了液体，缝隙高 h，宽长分别为b和l，且b>>h，l>>h。缝隙两 p p1 p2 液体就会流动，即使没有 端压差， 压差，如两块平板有相对运动，由于液体粘性 的作用，液体也会被平板带着运动。
取如图微元体dxdy，宽度方向为单位长。左右两端受压力p和 p+dp。上下两面受切应力τ 和τ +dτ 。其上受力平衡方程为： （左右端面面积为：dy*1；上下面面积为：dx*1），则微元体受 力平衡方程可写为：
根据动量原理，可近似求得左腔冲击压力△p。 设减速时间为△t，速度减小值为△v，
pAt mv
故有
p
mv At
四）. 减小液压冲击波的措施:
针对影响冲击压力的各种因素，可以采取如下措施减小液压冲击： 1）适当加大管径，限制管道流速v，一般把v限制在4.5m/s内，使 Pmax 不超过
当气泡被导入下游高压区时，气泡受高压迅速破灭，使局部产生非常高的温度和冲击 压力。 如在 38 下工作的泵，当泵的输出压力分别为6.8MPa、13.6MPa、20.4MPa时，气泡 1149 C， 冲击压力可以达到几百兆帕。 993 C 、 破灭处的局部温度可达 766 C 、 一方面（高压和冲击）使那里的金属疲劳，另一方面（高温）又使工作介质变质， 对金属产生化学腐蚀作用，因而使元件表而受到侵蚀、剥镕，或出现海绵状的小洞穴。 这种因气穴产生的对金属表面的腐蚀现象，称为气蚀。 （三）减小气穴的措施 液压系统中，哪里压力低于空气分离压力，哪里就会出现气穴现象。防止气穴现 象的发生，根本是避免液压系统压力过低。可采用如下措施： 1)减小阀孔前后的压差，一般希望阀孔前后的压力比
根据边界条件：y=0时u=0，y=h时u=u0，代入上式可求的积分常数 c1 、 c2
《液压流体力学基础》课件
流体静压力测量的重要性
了解流体的静压力特性对于工程实践和科学研究具有重要意义。
流体静压力测量的方法
常用的流体静压力测量方法包括压强计法、压力传感器法等。
流体静压力测量仪器的选择
根据实际测量需求，选择合适的流体静压力测量仪器，并确保其精 度和可靠性。
03
流体动力学基础
流体动力学基本概念
流体
在任何外力作用下能 保持其空间位置和运 动轨迹的物质。
局部水头损失
由于流体流经管道的弯头、阀门等局部障碍物时，流速方向和速度大小发生变化 ，导致水头损失。局部水头损失的计算需要考虑具体局部障碍物的形状、尺寸和 流体流速等因素。
05
液压元件与系统
液压泵的工作原理与性能
液压泵的工作原理
液压泵是液压系统的动力源，它依靠 密封容积的变化来吸入和排出液体， 从而将机械能转换为液体的压力能。
动量守恒方程
单位时间内流体微元体动量的变 化，等于作用在该微元体上的外 力之和。
能量守恒方程
单位时间内流体微元体内能量的 增加，等于同一时间间隔内流入 该微元体的净热流量与各种流动 功率所做的功之和。
流体动力学方程的应用
流体静力学问题
研究流体在静止状态下的平衡规律及其作用力 的问题。
流体动力学问题
航空液压系统
在航空领域，液压系统用于控制飞 机的起落架、襟翼等关键部件，对 于飞机的安全运行至关重要。
液压系统的维护与保养
定期检查液压元件
定期对液压泵、液压阀、液压缸等元 件进行检查，确保其正常工作，及时 更换损坏的元件。
保持液压油的清洁
定期过滤或更换液压油，防止油液中 的杂质对元件造成磨损或堵塞。
水头损失的计算
摩擦水头损失
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。
液压流体力学知识
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 液体流动时 液体流动时 液压冲击 的性质 的压力损失 的泄漏 气穴现象
§2-1 液压油的性质
（Working medium of hydraulics— hydraulic oil）
m —液体的质量（kg）；
V —液体的体积（m³）。
一般机械油和液压油的密度
=850～900kg/m³。
（二） 液体的压缩性
液体的压缩性： 是指液体受到压力作用时
体积将缩小，密度将有所增加。
压缩性的大小可用压缩系数k来表示，它是指 温度不变时，每产生一个单位压力变化时， 液体体积的减小量。
即：液体所受压力增大一个压力时，所发生的 体积的相对变化值， K=-（1/Δр）•（ΔV/V0 ）
由于液体与固体（容器）界壁的附着力和液体 本身的内聚力而使液体各处的速度产生差异。
如管道中的液体流动（参见图），紧贴管壁的 液体流动速度为零，愈接近轴心的液体流动 速度愈大，轴心处的液体流动速度最大。
液体只有流动时才显现出粘性，而静止液体不 显现出粘性。
液体的流动性
液体具有一定的体积 而无一定的形状，因此
（2）运动粘度
运动粘度（kinematic viscosity) 在同一温度下液体的动力粘度µ与其密度ρ的
比值称为运动粘度，用υ表示， 即 υ=μ/ρ
单位：㎡/S ，mm²/S （ 1㎡/S=106mm²/s） 在液压传动计算中和液压油的牌号上，一般不
用动力粘度，而用运动粘度。
（3）相对粘度（又称条件粘度） 相对粘度：
式中的 称比例系数，称其为动力粘度。
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 液体流动时 液体流动时 液压冲击 的性质 的压力损失 的泄漏 气穴现象
§2-1 液压油的性质
（Working medium of hydraulics— hydraulic oil）
m —液体的质量（kg）；
V —液体的体积（m³）。
一般机械油和液压油的密度
=850～900kg/m³。
（二） 液体的压缩性
液体的压缩性： 是指液体受到压力作用时
体积将缩小，密度将有所增加。
压缩性的大小可用压缩系数k来表示，它是指 温度不变时，每产生一个单位压力变化时， 液体体积的减小量。
即：液体所受压力增大一个压力时，所发生的 体积的相对变化值， K=-（1/Δр）•（ΔV/V0 ）
由于液体与固体（容器）界壁的附着力和液体 本身的内聚力而使液体各处的速度产生差异。
如管道中的液体流动（参见图），紧贴管壁的 液体流动速度为零，愈接近轴心的液体流动 速度愈大，轴心处的液体流动速度最大。
液体只有流动时才显现出粘性，而静止液体不 显现出粘性。
液体的流动性
液体具有一定的体积 而无一定的形状，因此
（2）运动粘度
运动粘度（kinematic viscosity) 在同一温度下液体的动力粘度µ与其密度ρ的
比值称为运动粘度，用υ表示， 即 υ=μ/ρ
单位：㎡/S ，mm²/S （ 1㎡/S=106mm²/s） 在液压传动计算中和液压油的牌号上，一般不
用动力粘度，而用运动粘度。
（3）相对粘度（又称条件粘度） 相对粘度：
式中的 称比例系数，称其为动力粘度。
液压流体力学基础PPT课件
四、液体稳定流动时的动量方程
第2页，此课件共30页哦
一、几个基本概念
1、稳定流动和非稳定流动
液体流动时，若液体中任何一点的压力，流速和密度
都不随时间变化，这种流动称为稳定流动。反之，压力
，流速随时间而变化的流动称为非稳定流动。如图所示
，从水箱中放水，
如果水箱上方有一补充水源
，使
水位H保持不变，则水箱下部出水
并以速度c向A传播。
此后B处压力
降低p，形成压力降波，
并向A传
播。而后当A处先恢复初始压
力，
压力波又传向B。则如此循环使液
流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。
第26页，此课件共30页哦
图 2-26 水 锤 现 象 分 析
让我们计算阀门关闭时的最大压力升高值p。设管
路断面积为A1，管长为l，压力波从B传到A的时间为t，
(
注：hw—以水头高度表示的能量损失。)
当管道水平放置时，由于z1=z2，方程可简化为： P1/ρg+V12/2g=P2/ρg+V22/2g+hw
当管道为等径直管且水平放置时，方程可简化为：
P1/ρg= P2/ρg+hw
第10页，此课件共30页哦
3.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
第19页，此课件共30页哦
一、液体的流态
层流：液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运 动，既液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。如 图所示。
紊流: 液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向运动，
呈现紊乱混杂状态。
雷诺系数 RC=V.D/
第20页，此课件共30页哦
二、沿程压力损失
油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示：
第2页，此课件共30页哦
一、几个基本概念
1、稳定流动和非稳定流动
液体流动时，若液体中任何一点的压力，流速和密度
都不随时间变化，这种流动称为稳定流动。反之，压力
，流速随时间而变化的流动称为非稳定流动。如图所示
，从水箱中放水，
如果水箱上方有一补充水源
，使
水位H保持不变，则水箱下部出水
并以速度c向A传播。
此后B处压力
降低p，形成压力降波，
并向A传
播。而后当A处先恢复初始压
力，
压力波又传向B。则如此循环使液
流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。
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图 2-26 水 锤 现 象 分 析
让我们计算阀门关闭时的最大压力升高值p。设管
路断面积为A1，管长为l，压力波从B传到A的时间为t，
(
注：hw—以水头高度表示的能量损失。)
当管道水平放置时，由于z1=z2，方程可简化为： P1/ρg+V12/2g=P2/ρg+V22/2g+hw
当管道为等径直管且水平放置时，方程可简化为：
P1/ρg= P2/ρg+hw
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3.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
第19页，此课件共30页哦
一、液体的流态
层流：液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运 动，既液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。如 图所示。
紊流: 液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向运动，
呈现紊乱混杂状态。
雷诺系数 RC=V.D/
第20页，此课件共30页哦
二、沿程压力损失
油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示：
第二章液压流体力学基础知识
层流：液体中质点沿 管道作直线运动而没有 横向运动，即液体作分 层流动，各层间的流体 互不混杂。如图所示。
湍流: 液体中质点除沿 管道轴线运动外，还有 横向运动，呈现紊乱混 杂状态。 也称湍流。
实验证明，液体在圆管中的流动状态不仅与管内的平均流速v有关，还 和管径d、液体的运动粘度ν有关。
雷诺数：由这三个参数组成的无量纲数。雷诺数来判别液体流动时究竟是层 流还是湍流。
二、圆管层流
液体在圆管中的层流流动式液压传动中的常见现象。设计和使用液压系统时，就希望管 道中的也留保持这种状态。
取图中一段液柱进行分析，半径为r、长度l、两端压力p1、p2。 可以证明（P42）：液体等速流动作层流运动时，管内流速随半径按抛物线规律分布：
u p R2 r2
4l
p p1 p2 为控制体积端压差，
1）Re较低时，光滑的层流边界层较厚，管壁粗糙突起被掩盖，沿程阻力系数只与Re 有关λ=f(Re)。称水力光滑管
2）Re增大时，层流边界层变薄，部分突起显露，λ与Re和△/d（△为管壁粗糙度，d 为管径）有关，λ=f(Re,△/d)。称水力粗糙管
3）Re进一步增大时，管壁粗糙度完全显露，λ仅与△/d有关，λ=f(△/d)，这时称为进 入阻力平方区。
l
控制体积长度 粘度
在半径为r处取一厚dr的圆环，其面积为dA=2πr dr。通过环的流量
dq=udA= 2πur dr
对其由r=R到r=0范围内积分，可得圆管层流的流量计算公式
q
R4 8l
p
d4 128l
p
表明：如欲将粘度为μ的液体，在直径为d ，长度为l的直管中，以流量q流
过，则管两端需有p 的压降。
q Cd wxv
1液压流体力学基础解读
【教学内容】第1章 液压流体力学基础 1.1 液压油1.1.1 液压油的物理性质1．液体的密度单位体积的液体质量称为密度，通常用“ρ”表示： 3(kg m )m Vρ=式中：m ——液体质量(kg )；V ——液体体积(3m )。
2．液体的粘性 液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，这一特性称为粘性。
实验测定指出，液体流动时相邻液层之间的内摩擦力F 与液层间的接触面积A 和液层间的相对速度du 成正比，而与液层间的距离dy 成反比，即du dy F Aμ= 式中：μ－比例常数，称为粘性系数或粘度；dydu －速度梯度。
【手段：资源库中液体粘性平面动画】如以τ表示液体的内摩擦切应力，即液层间单位面积上的内摩擦力，则有 这就是牛顿的液体内摩擦定律。
在流体力学中，把粘性系数μ不随速度梯度变化而发生变化的y u A F d d μτ== 液体在管路中的速度分布 液体粘性示意图液体称为牛顿液体，反之称为非牛顿液体。
除高粘度或含有特殊添加剂的油液外，一般液压油均可视为牛顿液体。
3．粘度的分类：粘度是衡量流体粘性的指标。
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。
◆动力粘度μ动力粘度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du dz =1时，单位面积上的内摩擦力的大小，即：dudy τμ= 它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。
动力粘度的法定计量单位为Pa s ⋅(21Pa s=1N s/m ⋅⋅)。
以前沿用的单位为2dyn s/cm ⋅，又称P (泊)（31Pa s=10P=10cP ⋅）。
◆运动粘度ν运动粘度是动力粘度μ与液体密度ρ的比值,即：νμρ= 运动粘度的单位是m 2/S ，通常称为St （斯）。
运动粘度υ虽没有明确的物理意义，但习惯上常用它来标志液体的粘度，工程中常用运动粘度ν作为液体粘度的标志。
例如各种矿物油的牌号就是该种油液在40℃时的运动粘度υ（单位为cSt ）的平均值。
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真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
2. 压力的单位
国际单位制单位 国际单位制单位为Pa（帕）、N/m2（我国法定 计量单位）或兆帕(MPa)，1MPa=106Pa。 工程制单位 kgf/cm2。国外也有用bar(巴），1bar=105Pa。 标准大气压 1标准大气压=101325Pa。 液体柱高度 h=p/(ρg)，常用的有水柱、汞柱等，如1个标准 大 气压约等于10m水柱高。
典型液压油的粘温特性曲线
（4）其它性质
油液的其他物理机化学性质包括：防锈性、润滑性、抗燃性、 抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、导热性、相溶性以及纯净性等。 都对液压系统工作性能有重要影响。
液压油的要求：
粘温特性好 有良好的润滑性 有良好的化学稳定性 成分要纯净 抗泡沫性和抗乳化性好 材料相容性好 无毒、价格便宜 燃点高，凝点低
2.2.5 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于 压力与该壁面面积之积
F p D2
4
当承受压力的固体壁面是曲面时:曲面上总作用力在某一方向上 的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘 积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为Fx、 Fy和Fz时，总作用力的大小为：
§2 液压传动基础知识
§2.1 液压油 §2.2 液体静力学基础 §2.3 液体动力学基础 §2.4 管路内液流的压力损失 §2.5 孔口和缝隙的流量 §2.6 气穴现象和液压冲击
§2.1 液压油
2.1.1 液压油的主要性质
1.密度
单位体积液体的质量称为液体的密度。液体的密度为
ρ m V
式中 m：液体的质量(kg)； V：液体的体积（m3）；
2.1.2 液压油的种类
表2-2液压油的主要品种及其特性和应用
2.1.3 液压油的选用
选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点：
环境因素 工作压力——压力高，选粘度较大的液压油 环境温度——温度高，选粘度较大的液压油
运动性能 运动速度——速度高，选粘度较低的液压油
液压泵的类型 液压泵的类型——各类泵适用粘度范围见表2-6
恩氏粘度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏粘度SSU—— 美国用 雷氏粘度R —— 英国用 巴氏粘度0B —— 法国用
（3）温度和压力对粘度的影响 液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介
质来说，压力增大时，粘度增大。在一般液压系统使用的压 力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。但液压传动工 作介质的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降。 这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用，其重 要性不亚于粘度本身。
F p lim
A0 A
若法向作用力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为
p F A
2. 液体静压力的重要特性
（1）液体静压力的作用方向始终向作用面的内法线方向。由 于液体质点间内聚力很小，液体不能受拉只能受压。 （2）静止液体中，任何一点所受到各个方向的液体静压力都 相等。
2.2.2 液体静力学基本方程及其物理意义
静压力基本方程
p p0 gh
重力作用下静止液体的受力分析
可以看出：静止液体在自重作用下任何一点的压力随着液体 深度呈线性规律递增。液体中压力相等的液面叫等压面，静止液 体的等压面是一水平面。
2.2.3 压力的传递
由帕斯卡原理可知，由外力作用所产生的压力可以等值地传递到 液体内部所有各点，故在液体内部各点的压力也就处处相等了。
液压油的密度ρ=900 kg/ m3
表2-1常用工作介质的密度
（kg/m3）
工作油液
2.可压缩性
液体受增大的压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压 缩性。液体的可压缩性可用体积压缩系数表示，它是指液体在单 位压力变化下的体积相对变化量，用公式表示为
k 1 V p V0
液体压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，简称体积
2.1.4 液压油的污染及控制
液压油污染的危害 液压油的污染源 污染的控制
造成系统故障 降低元件寿命 使液压油变质 影响工作性质
系统残留物 外界侵入物 内部生成物
彻底清洗系统 保持系统清洁 定期清除污物 定期换油
§2.2 液体静力学基础
2.2.1 液体的压力及其特性
1.液体的压力
作用在液体上的两种力：质量力和表面力 静压力：单位面积上所受的法向力。静压力在液体传动中简 称压力，在物理学中称为压强。本书以后只用“压力”一词。 静止液体中某点处微小面积A上作用有法线力F，则该点 的压力定义为
模量，用K 表示，即
K
1 k
p V
V0
3.粘性
（1）粘性的物理意义
液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，液体分子间内 聚力要阻止分子间的相对运动，在液层相互作用的界面之间会产 生一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。
牛顿内摩擦定律
F A d u
f
dy
单位面积上的内摩擦力
du
dy
液体的粘性示意图
（2）粘度 表示粘性大小的物理量。流体抵抗剪切变形能力的度量，
粘度大，这种能力强。
动力粘度(绝对粘度)
表示方法
运动粘度
相对粘度
动力粘度：表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。 运动粘度：液体动力粘度与密度的比值，没有明确的物理意义，但
是工程实际中常用的物理量。
一般的： 同种介质比较大小时常用运动粘度 不同介质比较大小时一般用动力粘度
1
F (FX2 FY2 FZ2 ) 2
§2.3 液体动力学基础
2.3.1 基本概念
1.理想液体和恒定流动
理想液体 恒定流动
假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想流体。
液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度 都不随时间而变化的流动，亦称为定常流动或非时 变流动。
液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的。 液压系统的压力完全决定于外负载 压力的表示方法
相对压力（表压力）: 以大气压力为基准，测
量所得的压力，是高于大气 压的部分 。 绝对压力: 以绝对零压为基 准测得的压力
绝对压力=相对压力 + 大气压力 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真 空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点 的真空度
2. 压力的单位
国际单位制单位 国际单位制单位为Pa（帕）、N/m2（我国法定 计量单位）或兆帕(MPa)，1MPa=106Pa。 工程制单位 kgf/cm2。国外也有用bar(巴），1bar=105Pa。 标准大气压 1标准大气压=101325Pa。 液体柱高度 h=p/(ρg)，常用的有水柱、汞柱等，如1个标准 大 气压约等于10m水柱高。
典型液压油的粘温特性曲线
（4）其它性质
油液的其他物理机化学性质包括：防锈性、润滑性、抗燃性、 抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、导热性、相溶性以及纯净性等。 都对液压系统工作性能有重要影响。
液压油的要求：
粘温特性好 有良好的润滑性 有良好的化学稳定性 成分要纯净 抗泡沫性和抗乳化性好 材料相容性好 无毒、价格便宜 燃点高，凝点低
2.2.5 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于 压力与该壁面面积之积
F p D2
4
当承受压力的固体壁面是曲面时:曲面上总作用力在某一方向上 的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘 积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为Fx、 Fy和Fz时，总作用力的大小为：
§2 液压传动基础知识
§2.1 液压油 §2.2 液体静力学基础 §2.3 液体动力学基础 §2.4 管路内液流的压力损失 §2.5 孔口和缝隙的流量 §2.6 气穴现象和液压冲击
§2.1 液压油
2.1.1 液压油的主要性质
1.密度
单位体积液体的质量称为液体的密度。液体的密度为
ρ m V
式中 m：液体的质量(kg)； V：液体的体积（m3）；
2.1.2 液压油的种类
表2-2液压油的主要品种及其特性和应用
2.1.3 液压油的选用
选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点：
环境因素 工作压力——压力高，选粘度较大的液压油 环境温度——温度高，选粘度较大的液压油
运动性能 运动速度——速度高，选粘度较低的液压油
液压泵的类型 液压泵的类型——各类泵适用粘度范围见表2-6
恩氏粘度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏粘度SSU—— 美国用 雷氏粘度R —— 英国用 巴氏粘度0B —— 法国用
（3）温度和压力对粘度的影响 液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介
质来说，压力增大时，粘度增大。在一般液压系统使用的压 力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。但液压传动工 作介质的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降。 这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用，其重 要性不亚于粘度本身。
F p lim
A0 A
若法向作用力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为
p F A
2. 液体静压力的重要特性
（1）液体静压力的作用方向始终向作用面的内法线方向。由 于液体质点间内聚力很小，液体不能受拉只能受压。 （2）静止液体中，任何一点所受到各个方向的液体静压力都 相等。
2.2.2 液体静力学基本方程及其物理意义
静压力基本方程
p p0 gh
重力作用下静止液体的受力分析
可以看出：静止液体在自重作用下任何一点的压力随着液体 深度呈线性规律递增。液体中压力相等的液面叫等压面，静止液 体的等压面是一水平面。
2.2.3 压力的传递
由帕斯卡原理可知，由外力作用所产生的压力可以等值地传递到 液体内部所有各点，故在液体内部各点的压力也就处处相等了。
液压油的密度ρ=900 kg/ m3
表2-1常用工作介质的密度
（kg/m3）
工作油液
2.可压缩性
液体受增大的压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压 缩性。液体的可压缩性可用体积压缩系数表示，它是指液体在单 位压力变化下的体积相对变化量，用公式表示为
k 1 V p V0
液体压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，简称体积
2.1.4 液压油的污染及控制
液压油污染的危害 液压油的污染源 污染的控制
造成系统故障 降低元件寿命 使液压油变质 影响工作性质
系统残留物 外界侵入物 内部生成物
彻底清洗系统 保持系统清洁 定期清除污物 定期换油
§2.2 液体静力学基础
2.2.1 液体的压力及其特性
1.液体的压力
作用在液体上的两种力：质量力和表面力 静压力：单位面积上所受的法向力。静压力在液体传动中简 称压力，在物理学中称为压强。本书以后只用“压力”一词。 静止液体中某点处微小面积A上作用有法线力F，则该点 的压力定义为
模量，用K 表示，即
K
1 k
p V
V0
3.粘性
（1）粘性的物理意义
液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，液体分子间内 聚力要阻止分子间的相对运动，在液层相互作用的界面之间会产 生一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。
牛顿内摩擦定律
F A d u
f
dy
单位面积上的内摩擦力
du
dy
液体的粘性示意图
（2）粘度 表示粘性大小的物理量。流体抵抗剪切变形能力的度量，
粘度大，这种能力强。
动力粘度(绝对粘度)
表示方法
运动粘度
相对粘度
动力粘度：表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。 运动粘度：液体动力粘度与密度的比值，没有明确的物理意义，但
是工程实际中常用的物理量。
一般的： 同种介质比较大小时常用运动粘度 不同介质比较大小时一般用动力粘度
1
F (FX2 FY2 FZ2 ) 2
§2.3 液体动力学基础
2.3.1 基本概念
1.理想液体和恒定流动
理想液体 恒定流动
假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想流体。
液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度 都不随时间而变化的流动，亦称为定常流动或非时 变流动。
液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的。 液压系统的压力完全决定于外负载 压力的表示方法
相对压力（表压力）: 以大气压力为基准，测
量所得的压力，是高于大气 压的部分 。 绝对压力: 以绝对零压为基 准测得的压力
绝对压力=相对压力 + 大气压力 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真 空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点 的真空度