液气压传动与控制 流体力学基础(2.1.2)--工作介质课后习题
作业
1、液压系统工作液体的基本功能是什么？为什么选择工作液体主要考虑液体的粘度？
2、油液的粘度对液压系统的工作有何影响？温度变化对粘度有何影响？
3、什么是液体的动力粘度？什么是恩氏粘度？
4、什么是气穴现象？气穴现象有何危害？
5、液压油粘度的选择与系统工作压力、环境温度及工作部件的运动速度有何关系？
6、在考虑液压系统中液压油的可压缩性时，应考虑哪些因素才能真正说明实际情况？
参考答案
1、答：液压系统工作液体的基本功能是进行能量的传递和转换，并对液压元件和系统进行冷却。由于粘度对系统的效率影响较大，故选择工作液体时主要考虑液体的粘度。
2、答：粘度是液压工作液体的重要性能之一，粘度愈大，液压传动系统的压力损失和机械摩擦损失就越大，严重时，可能造成液压泵吸空或发生汽穴现象。粘度过低，又会增大液压系统的容积损失，降低润滑性能。
温度升高，液体分子间的距离增大，内摩擦力减小，粘度降低，液体分子间的距离减小内摩擦力增大，粘度增大。
3、答：单位速度梯度时，相邻两个液层单位面积上的内摩擦力的大小，称为动力粘度。
200mL的被试液体在一定温度下从恩氏粘度计中流出的时间与相同体积的水在20℃流出的时间之比称为恩氏粘度。
4、答：在液流中，由于压力降低到有气泡形成的现象统称为气穴现象。液流中某处流速过高或供油不足，会使该处压力下降，当压力降低到一定值时，液体中形成一定体积的气泡，称轻微气穴，当压力降低到空气分离压时，原来溶解于油液中的空气分离出来，产生大量气泡称严重气穴，压力继续降低到液体汽化压力，油液将会汽化、沸腾，产生大量气泡，称强烈气穴。
当分离出的气体随液体流到高压区时，气体又将溶解或液体，气泡迅速破灭，产生局部液压冲击和高温，从而产生振动和嗓音，并使液压元件表面由于冲击和高温作用，产生氧化腐蚀，这种现象称为气蚀现象，气蚀现象会使材料破坏，降低液压元件的使用寿命。
5、答 选择液压油粘度时，系统的压力愈高，环境温度愈高，工作部件运动速度愈慢时，选用液压油的粘度应愈大。
6、答 需考虑油本身的可压缩性，混合在油中的空气的可压缩性以及盛放液压油的封闭容器的容积变化才能真正说明实际情况。
气压传动系统的设计
第二篇气压传动系统的设计 第一章 气压传动的特原理、组成及特点 （一）原理 气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功；传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦称气动控制系统。 但气压传动速度低，需要气源。气压传动的特点是:工作压力低,一般为0.3～0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护 （二）组成 气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。气源一般由Link title压缩机提供。气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和启动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括：净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。 （三）特点 1.气压传动的优点 （1）由于气压传动的工作介质是空气，它取之不尽用之不竭，用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。（2）气压传动的工作介质粘度很低，所以流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送。（3）动作迅速、反应快； （4）工作环境适应性好，气动元件采用相应的材料后，能够在在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、强振动、强腐蚀等恶劣工作环境中正常工作；（5）成本低，使用安全，无爆炸和电击危险，过载能自动保护； （6）压缩空气的工作压力较低，因此，对气动元件的材质要求较低； （7）气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充、更换等问题。
第九章 气压传动
第九章气压传动
一、空气过滤器 1．组成 由壳体和滤芯所组成 2. 滤芯材料 分为纸质、织物(麻布、绒布、毛毡)、陶瓷、泡沫塑料和金属(金属网、金属屑)等。 空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。这种过滤器通常又称为一次过滤器，其滤灰效率为50％一70％；在空气压缩机的输出端(即气源装置)使用的为二次过滤器(滤灰效率为70％一90％)和高效过滤器(滤灰效率大于99％)。 二、除油器 除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。其工作原理是：当压缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。 三、空气干燥器 空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置。从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要+进行干燥和再精过滤。 四、后冷却器 后冷却器用于将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。 五、储气罐 储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。 储气罐一般采用圆筒状焊接结构：有立式和卧式两种，一般以立式居多。立式储气罐的高度H为其直径D的2-3倍，同时应使进气管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油水。 后冷却器、除油器、储器罐都属于压力容器，制造完毕后，应进行水压实验。
气压传动系统实例
项目六气压传动系统实例 （结合公共实训基地及友嘉机电设备展开）任务一气动机械手气压传动系统 气动机械手是机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速, 平稳可靠，不污染工作环境等优点。在要求工作环境洁净、工作负载较小。自动生产的设备和生产线上应用广 泛，它能按照预定的控制程序动作。图1为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。它由A、B、 C、D四个汽缸组成，能实现手指夹持、手臂伸缩。立柱升降。回转四个动作。 图2为一种通用机械手气动系统工作原理图（手指部分分为真空吸 头，既无A气缸部分），要求工作循环为：立柱上升-伸臂-立柱顺时 三个气缸均有三位四通双电控换向阀1、2、7和单向节流阀3、4、 5、6组成换向、调速回路。各气缸的行程位置均有电气行程开关进行控制。表1为该机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表。 图1气动机械手的结构示意图 f A * 图2 为一种通用机械手气动系统工作原理图
面结合表来分析它的工作循环： 按下它的启动按钮，4YA通电，阀7处于上位，压缩空气进入垂直气缸C下腔，活塞杆上升。 当缸C活塞上的挡块碰到电气行程开关a1时，4YA断电，5YA通电, 阀2处于左位，水平气缸B活塞杆伸出，带动真空吸头进入工作点并吸取工作。 当缸B活塞上的挡块电气开关b1时，5YA断电，1YA通电，阀1 处于左位，回转缸D顺时针方向回转，使真空吸头进入下料点下料。 当回转缸D活塞杆上的挡块压下电气行程开关c1时，1YA断电，2YA通电, 阀1处于右位，回转缸b复位。 回转缸复位时，其上挡块碰到电气行程开关cO时，6YA通电，2YA断电, 阀2处于右位，水平缸B活塞杆退回。 水平缸退回时，挡块碰到bO,6YA断电，3YA通电，阀7处于下位，垂直缸 活塞杆下降，到原位时，碰上电气行程开关aO,3YA断电，至此完成一个工作循 环，如再给启动信号。可进行同样的工作循环。 根据需要只要改变电气行程开关的位置，调节单向节流阀的开度, 即可改变各气缸的运动速度和行程。 任务二数控加工中心气动换刀系统 图3为某数控加工中心气动换刀系统原理图。该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴送刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作。 具体工作过程如下：当数控系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA 通电，压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的 右腔，缸A的活塞左移，使主轴自动定位。定位后压下无触点开关，使6YA通
气压传动系统的工作原理及组成
气压传动系统的工作原理及组成 一、气压传动系统的工作原理 气压系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其它原动 机输出的机械能转变为空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作功。 二、气压传动系统的组成 典型的气压传动系统，如图10.1.1所示。一般由以下四部分组成： 1．发生装置它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。 其主要设备是空气压缩机。
2．控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动发向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 3．控制元件是将空气的压力能转变成为机械能的能量转换装置。如气缸和气马达。 4．辅助元件是用于辅助保证空气系统正常工作的一些装置。如过滤器、干燥器、空气过滤器、消声器和油雾器等。 10.2 气压传动的特点 一、气压传动的优点 1. 以空气为工作介质，来源方便，用后排气处理简单，不污染环境。 2. 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气，远距离输送。 3. 与液压传动相比，启动动作迅速、反应快、维修简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、补充和更换等问题。 4. 工作环境适应性好，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。 5. 气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低，固使用安全。 6. 空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。
二、气压传动的特点 1. 由于空气有可压缩性，所以气缸的动作速度易受负载影响。 2. 工作压力较低（一般为0.4Mpa-0.8Mpa），因而气动系统 输出力较小。 3. 气动系统有较大的排气噪声。 4. 工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑。
气压传动系统的基本组成
第三章气动传动系统的基本组成【课程性质】 理论课 【教学目标】 1、掌握气压传动的工作就原理及组成 2、了解气压传动的特点 【教学重点】 掌握气压传动的工作就原理及组成 【教学难点】 掌握气压传动的工作就原理及组成 【教学课时】 4课时 【教学策略】 采用多媒体动画的教学方式，进行直观教学 【教学方法】 讲授法，多媒体教学法 【教学过程】 环节教学内容师生互动设计意图 导入 一、气压传动及其应用 气压传动简称气动，是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的一门技术。因为以压缩空气为工作介质具有防火、防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐射，无污染，结构简单，工作可靠等特点，所以气动技术与液压、机械、电气和电子技术一起，互相补充，已发展成为实现生产过程自动化的一个重要手段，在机械工业、冶金工业、轻纺食品工业、化工、交通运输、航空航天、国防建设等各个部门已得到广泛的应用。
新课 新课 二、气压传动系统的工作原理 气压传动系统的工作原理是利用空气压缩 机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为 空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元 件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变 为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作 功。 三、气压传动系统的组成 典型的气压传动系统，一般由以下部分组成： 1 气压发生装置它原动机输出的机械能转变为空气 的压力能。其主要设备是空气压缩机。 2．控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流 动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度，并 按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和 逻辑阀等。 3．执行元件是将空气的压力能转变为机械能的能量 转换装置 四、气压传动的特点 1. 空气随处可取，取之不尽，节省了购买、贮存、 运输介质的费用和麻烦；用后的空气直接排入大气，对 环境无污染，处理方便，不必设置回收管路，因而也不 存在介质变质、补充和更换等问题。 2. 因空气粘度小（约为液压油的万分之一），在 管内流动阻力小，压力损失小，便于集中供气和远距离 输送。即使有泄漏，也不会像液压油一样污染环境。 3. 与液压相比，气动反应快，动作迅速，维护简 单，管路不易堵塞。 4. 气动元件结构简单，制造容易，适于标准化、 系列化、通用化。 气源装置的组成和布置示意图 1—空气压缩机2—后冷却器 3—油水分离器 4、7—贮气罐5—干燥器6— 过滤器8—加热器9—四通阀 图中，1为空气压缩机，用以 产生压缩空气，一般由电动机带 动。其吸气口装有空气过滤器， 以减少进入空气压缩机内气体的 杂质量。2为后冷却器，用以降温 冷却压缩空气，使气化的水、油 凝结起来。3为油水分离器，用以 分离并排出降温冷却凝结的水 滴、油滴、杂质等。4为贮气罐， 用以贮存压缩空气，稳定压缩空 气的压力，并除去部分油分和水 分。5为干燥器，用以进一步吸收 或排除压缩空气中的水分及油 分，使之变成干燥空气。6为过滤 器，用以进一步过滤压缩空气中 的灰尘、杂质颗粒。7为贮气罐。 贮气罐4输出的压缩空气可用于 一般要求的气压传动系统，贮气 罐7输出的压缩空气可用于要求 较高的气动系统（如气动仪表及
气压传动与控制小知识点 (1)
气压传动与控制也成为气动技术，是指以压缩空气为工作介质传递动力和控制信号的系统。 气动控制的优点： 1.以空气为工作介质，较容易取得，用后的空气排入大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收油的邮箱和管道 2.因空气的粘度小（约为液压油的万分之一），其损失也小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄露不会像液压传动一样污染环境 3.与液压传动相比，气动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁、不存在介质变质及补充的问题 4.工作环境适应性好，特别在易燃易爆、多尘埃、强磁辐射、震动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越 5.成本低，过载能自动保护 6.储存方便 气动控制缺点： 1.由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差。采用气液联动装置会得到较满意效果 2.因工作压力低（0.3-1MPa），又因结构尺寸不宜过大，总输出力不宜大于10-40KN 3.噪声较大，在高速排气时要加消声器 4.气信号传输比电子及光速慢，气信号传递不适用高速传递复杂的回路。 5.工作介质无润滑性 气动系统由四部分组成： 1.气压发生装置，是获得压缩空气的能源装置，主体部分为空气压缩机。将原动机供给的机械能转化为气体的压力能 2.执行元件，是以压缩空气为工作介质产生机械运动，并将气体的压力能转变为机械能的能量转换装置，有气缸，摆动缸，气马达。 3.控制元件（操纵、运算、检测元件）用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以便使执行机构完成预定运动规律的元件。如压力阀、流量阀、方向阀、逻辑元件、 4.辅助元件，是使压缩空气净化，润滑，消声以及用于元件间连接等所需要的一些装置。 分水滤气器、油雾器、消声器。 空气压缩机：是将机械能转换成气体压力能的装置。润滑形式分：加油润滑式和无油润滑式。结构形式分：容积型/速度型。原理为往复活塞式。大多数空气压缩机是多缸多活塞的组合。空气压缩机的供气量可按系统中用气设备的平均耗气量计算。 后冷却器：将空气压缩机排出的压缩空气的温度由140-170℃降至40-50℃，促使其中水汽、油汽大部分凝结成水滴和油滴，以便经油水分离器析出。一般用水冷换热器，结构形式有：列管式、散热片式、套管式、蛇管式。热的压缩空气由管内流过，冷却水从管外水套中流动进行冷却。 油水分离器：作用分离压缩空气中凝结的水分和油分等杂志，使压缩空气得到初步净化。有环形回转式、撞击并折回式、离心旋转式、水浴式。入口出口不能反接。一般高度设计为H=(3.5-4)D m
液压气压传动及系统的组成
液压传动 液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。 液压传动系统的组成 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是利用液体把原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。2、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。编辑本段液压传动的优缺点 1、液压传动的优点 （1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10％～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。（8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。 2、液压传动的缺点 （1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。 编辑本段液压元件分类 动力元件- 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵...... 执行元件-液压缸：活塞液压缸、柱塞液压缸、摆动液压缸、组合液压缸液压马达-齿轮式液压马达、叶片液压马达、
气压传动与控制的工作介质(压缩空气)(控制元件)
气压传动与控制的工作介质是压缩空气，压缩空气是空气压缩机吸入的大气经压缩而产生的。空气的性质和压缩空气质量对气动系统工作的可靠性和稳定性影响极大，空气的性质主要包括空气的物理性质、空气的热力学性质及压缩空气的流动特性等，压缩空气质量是指杂质的含量。下面介绍空气的物理性质和气源的净化处理。 2. 1空气的物理性质 2.1.1空气的组成 在空气的组成中，氮和氧是比例最大的两种气体，其次是氩和二氧化碳，还包括氖、氦、氪、氙等其他气体以及水蒸气和沙土等细小颗粒。组成成分的比例与空气所处的状态和位置有关，例如位于地表的空气和高空的空气有差别，但在距离地表20km 以内，其组成可以看成均一不变。表2-1列出了在基准状态（0℃，0.1013MPa ，相对湿度为0）时地表附近的干空气的组成。 表2-1 干空气的组成成分比例 空气的主要组成 氮（N 2） 氧（O 2） 氩（Ar ） 二氧化碳（CO 2） 体积分数% 78.09 20.95 0.93 0.03 在空气有污染的情况下。其中还含有二氧化硫、亚硝酸、碳氢化合物等物质。一般因为空气的纵成中比例最大的氮气具有稳定性，不会自燃。所以.空气作为工作介质在易燃、易爆场所。但利用空气作为介质时必须了解当地空气的实际组成成分。 根据空气中是否含有水蒸气成分，可以将空气分为干空气和湿空气。其中，完全不含有水蒸气的空气称为干空气，气压传动中以干空气作为工作介质。含有水蒸气的空气称为湿空气，湿空气中含有的水蒸气越多，则湿空气越潮湿。在一定的温度和压力条件下，如果湿空气中含有的水蒸气达到最大值，湿空气称为泡和湿气。 2.1.2 空气的密度和比容 (1)空气的密度 单位体积空气的质量及重量，分别称为空气的密度及重度，气体密度与气体压力和温度有关，压力增加，密度增加；而温度上升，密度减少。在基准状态下，干空气的密度为 1.293kg/m 3 ，在任意温度、压力下的干空气的密度由式（2-1〕给出： ρ=3.484×10 -3 T p （2-1） 式中ρ——干空气的密度，kg/m 3 ; p ——空气绝对压力，Pa ； T ——空气的绝对温度，K 。 对于湿空气的密度，可用式（2-2）计算： 式中 ρ′——湿空气的密度，kg/m 3 ； ——空气的相对温度，%； p b ——温度为t 时饱和空气中水蒸气的分压力，Pa 。 其他符号意义同式（2-1）。
气压传动与控制的工作介质压缩空气控制元件
气压传动与控制的工作介质(压缩空气）(控制元件)
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气压传动与控制的工作介质是压缩空气，压缩空气是空气压缩机吸入的大气经压缩而产生的。空气的性质和压缩空气质量对气动系统工作的可靠性和稳定性影响极大,空气的性质主要包括空气的物理性质、空气的热力学性质及压缩空气的流动特性等，压缩空气质量是指杂质的含量。下面介绍空气的物理性质和气源的净化处理。 ２． １空气的物理性质 ２.１.１空气的组成 在空气的组成中,氮和氧是比例最大的两种气体,其次是氩和二氧化碳,还包括氖、氦、氪、氙等其他气体以及水蒸气和沙土等细小颗粒。组成成分的比例与空气所处的状态和位置有关,例如位于地表的空气和高空的空气有差别,但在距离地表20km 以内,其组成可以看成均一不变。表2－1列出了在基准状态(０℃，0.101３ＭＰa ，相对湿度为０）时地表附近的干空气的组成。 表2－１ 干空气的组成成分比例 空气的主要组成 氮（N 2） 氧（Ｏ2） 氩（Ar ) 二氧化碳(ＣO 2） 体积分数% ７8.09 20.95 ０.9３ 0．03 在空气有污染的情况下。其中还含有二氧化硫、亚硝酸、碳氢化合物等物质。一般 因为空气的纵成中比例最大的氮气具有稳定性，不会自燃。所以．空气作为工作介质在易燃、易爆场所。但利用空气作为介质时必须了解当地空气的实际组成成分。 根据空气中是否含有水蒸气成分，可以将空气分为干空气和湿空气。其中，完全不含有水蒸气的空气称为干空气,气压传动中以干空气作为工作介质。含有水蒸气的空气称为湿空气,湿空气中含有的水蒸气越多，则湿空气越潮湿。在一定的温度和压力条件下,如果湿空气中含有的水蒸气达到最大值,湿空气称为泡和湿气。 2．１．2 空气的密度和比容 （1）空气的密度 单位体积空气的质量及重量,分别称为空气的密度及重度，气体密度与气体压力和温度有关，压力增加，密度增加;而温度上升,密度减少。在基准状态下，干空气的密度为1．２ 93k ｇ/ｍ3 ，在任意温度、压力下的干空气的密度由式(２-1〕给出： ρ=３.484×1０ -3 T p (2-1) 式中ρ——干空气的密度,kg ／ｍ3 ; p ——空气绝对压力,Pa ； T ——空气的绝对温度，K 。 对于湿空气的密度,可用式（2-２）计算： 式中 ρ′——湿空气的密度,ｋg ／m 3 ； ——空气的相对温度，％； p b ——温度为t 时饱和空气中水蒸气的分压力,P ａ。
气动系统典型实例教材
第九章气压系统典型实例 第一节工件夹紧气压传动系统 工件夹紧气压传动系统是机械加工自动线和组合机床中常用的夹紧装置的驱动系统。图9-1为机床夹具的气动夹紧系统，其动作循环是：当工件运动到指定位置后，气缸A活塞杆伸出，将工件定位后两侧的气缸B和C的活塞杆同时伸出，从两侧面对工件夹紧，然后再进行切削加工，加工完后各夹紧缸退回，将工件松开。 图9-1机床夹具气动夹紧系统 1—脚踏阀2—行程阀3、5—单向节流阀4、6—换向阀 具体工作原理如下：用脚踏下阀1，压缩空气进入缸A的上腔。使活塞下降定位工件；当压下行程阀2时，压缩空气经单向节流阀5使二位三通气控换向阀6换向（调节节流阀开口可以控制阀6的延时接通时间），压缩空气通过阀4进入两侧气缸B和C的无杆腔，使活塞杆前进而夹紧工件。然后钻头开始钻孔，同时流过换向阀4的一部分压缩空气经过单向节流阀3进入换向阀4右端，经过一段时间（由节流阀控制）后换向阀4右位接通，两侧气缸后退到原来位置。同时，一部分压缩空气作为信号进入脚踏阀1的右端，使阀1右位接通，压缩空气进入缸A的下腔，使活塞杆退回原位。活塞杆上升的同时使机动行程阀2复位，气控换向阀6也复位（此时主阀3右位接通），由于气缸B、C的无杆腔通过阀6、阀4排气，换向阀6自动复位到左位，完成一个工作循环。该回路只有再踏下脚踏阀1才能开始下一个工作循环。
第二节数控加工中心气动系统 图9-2所示为某数控加工中心气动系统原理图，该系统主要实现加工中心的自动换刀功能，在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气排屑和插刀动作。 图9-2 数控加工中心气动系统原理图 具体工作原理如下：当数控系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA通电，压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的右腔，缸A的活塞左移，使主轴自动定位。定位后压下开关，使6Y A通电，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，增压腔的高压油使活塞伸出，实现主轴松刀，同时使8YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀11进入缸C的上腔，缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。由回转刀库交换刀具，同时1Y A通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气。稍后1YA断电、2YA通电，停止吹气，8YA断电、7YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，活塞上移，实现插刀动作。6Y A断电、5Y A通电，压缩空气经阀6进入气液增压器B的下腔，使活塞退回，主轴的机械机构使刀具夹紧。4YA断电、3Y A通电，缸A的活塞在弹簧力的作用下复位，回复到开始状态，换刀结束。 第三节气动机械手气压传动系统 气动机械手是机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速，平稳可靠，不污染工作环境等优点。在要求工作环境洁净、工作负载较小、自动生产的设备和生产线上应用广泛，它能按照预定的控制程序动作。图9-3为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。它由A、B、C、D四个气缸组成，能实现手指夹持、手臂伸缩、立柱升降、回转四个
第二章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 =??=→?0lim ρ （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 液压油的密度随温度的升高而略有减小，随工作压力的升高而略有增加，通常对这种变化忽略不计。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 V V 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。 表2.2表示几种常用液压油液的体积弹性模量。由表中可知，石油基液压油体积模量的数值是钢（K ＝2.06×1011Pa ）的1/(100～170)，即它的可压缩性是钢的100～170倍。 表2.2 各种液压油液的体积模量（20℃，大气压） 液压油的体积弹性模量与温度、压力有关。当温度增大时，K 值减小，在液压油液正常的工作范围内，K 值会有5%～25%的变化；压力增大时，K 值增大，但这种变化不呈线性关系，当p ≥3MPa 时，K 值基本上不再增大。 在常温下，纯液压油的平均体积弹性模量的值在(1.4～2) ×103MPa 范围内，数值很大，因此在液压传动中，一般认为液压油是不可压缩的。 当液压油中混入未溶解的气体后，K 值将会有明显的降低。在一定压力下，油液中混入1%的气体时，其体积弹性模量降低为纯油的50%左右，如果混有10%的气体，则其体积弹性模量仅为纯油的10%左右。由于油液在使用过程中很难避免混入气体，因此研究液压元件和系统动态特性时，必须考虑液压油可压缩性的影响，一般取K ＝700MPa 。 当考虑液体的可压缩性时，封闭在容器内的液体在外 力作用时的特征极象一个弹簧：外力增大，体积减小；外 力减小，体积增大。这种弹簧的刚度K h ，在液体承压面积 A 不变时，如图2.1所示，可以通过压力变化Δp ＝ΔF/A 、 体积变化ΔV=A Δl （Δl 为液柱长度变化）和式（2.4）求 出，即 V K A l F K h 2=??-= （2.5） 图2.1 油液弹簧的刚度计算简图
气压传动与控制试卷A答案2010
华中科技大学机械科学与工程学院 2009——2010学年度第学期 《气动控制技术》考试试卷（A卷）答案 （考试时间：150分钟考试方式：开卷） 专业班级：学号：考试卡号：姓名： 题号一二三四五六 得分 考试内容 一．判断题(每题2分，共20分) 1．气体的膨胀性是指气体的体积随温度、压力变化而变化的特性。（X）2．不计粘性的气体为理想气体。（√）3．空气中水蒸汽的密度可用绝对湿度来表示。（√）4．在超声速流动时，气体的流速随管道截面积的增大而增大。（√）5．容器中的气体通过节流小孔向大气排放，容器中压力变化，则气体流速变化。（X）6．气源温度与气罐中初始温度相同，气源向气罐充气（设充气过程为绝热过程）后，气罐内气体温度最高不能超过为初始温度（绝对温度）的1.4倍。（√）7．绝热放气过程的温度和压力的计算公式与绝热膨胀过程的温度和压力的计算公式相同，所以绝热放气过程可看作绝热膨胀过程的特例。（X）8．气动系统对压缩空气的要求是：具有一定的压力和足够的流量。（X）9．空压机的流量是指空压机输出的压缩空气量。（X）10．气动系统都要用气动三大件。（X）
二．选择题（每题2分，共10分） 1．高温让人感觉干燥是因为空气的（c ）小。 a ．绝对湿度 b ．饱和绝对湿度 c ．相对湿度 d ．含湿量2．气动系统中常用的压力控制阀是（ a ）。a ．减压阀 b ．溢流阀 c ．顺序阀 3．冲击气缸工作时，最好没有（d ）。 a ．复位段 b ．冲击段 c ．储能段 d ．耗能段4．用（d ）逻辑元件，能实现所有逻辑运算a ．与门b ．或门c ．非门d ．或非 5．亚声速流动中，流动截面变小，气体的压力（ b ）。a ．变大b ．变小 c ．不变 d ．不定 三．简答题（每题5分，共10分） 1．为何不同的气动设备可以由统一的空压站集中供气？不同的液压设备需要配置专用的液压站？（5分） 答：空气具有可压缩性，便于能量的存储；空气的粘度很小，即使远距离输送，空气在管道中的压力损失也很小；常用的气动设备工作压力大致相同，都小于1MPa ；空气被压缩后必需进行净化、降温、稳压等处理；所以应采用空压站集中供气。另外，空压站中的装置和设备大多包含有压力容器，从安全角度考虑，这些设备必须与生产设备分离，单独布置，远距离送气。集中供气能节省投资成本、便于安排专人日常管理和维护、便于提高压缩空气的质量和流量稳定性、减少主厂区噪声污染。 用同一个液压站给不同液压设备供油，如果用溢流阀调压，则只能有一台设备工作，如果用减压阀或顺序阀调压，则能量损失大。另外液压油粘性较空气大，远距离输送损失大。 2．为何气动系统中不用调速阀精确调节气缸的运动速度？（5分） 答：在液压系统中液压油为不可压缩流体，液压缸的运动速度v 表示为：A q v /=。其中：q 为进入液压缸的流量；A 为液压缸的作用面积。由于液压缸的作用面积A 不变，
A液压与气压传动控制解读
液压与气压传动模拟卷 一、画出下列图形符号 1.单向顺序阀 2.双作用卸荷式叶片泵 3.气动三联件 4.梭阀 5.三位四通(M型中位机能)电磁换向阀 二、名词解释 1.液体的粘性 2.恒定流动 3.差动连接 4.中位机能 5.困油现象 三、填空 1.液压传动与气压传动系统是由，，，，等组成的； 其中，为能量转换装置。 2．液体的流动状态分为，，用来判断。光滑金属管道其临界雷诺数为。 3溢流阀在液压系统中的作用是，，，。 4．调速回路主要有，，。 5．容积式液压泵吸油时密闭容积由变，压油时由变；外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱离啮合的一侧 是腔，进入啮合的一侧是腔。 6．液压泵的实际流量比理论流量，液压马达实际流量比理论流量。 7．在变量泵---变量马达调速回路中，为了在低速时获得较大的输出转矩，高速时获得较大功率，往往在低速段， 先将调至最大，用调速；而在高速段，将调至最大，用调速； 四、选择题 1.流量流量连续性方程是（）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（）在流体力学中的表达形式。 （A）能量守恒定律（B）动量定理（C）质量守恒定律（D）其他 2．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（）；并联在液 压泵的出口，泵的出口压力又为（）。 （A）5MPa （B） 10MPa （C）15MPa （D）20MPa 3．双伸出杠液压缸，采用活塞杆固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的（）；采用缸筒固定安装 时，工作台的移动范围为活塞有效行程的（）。 （A）1倍（B）2倍（C）3倍（D）4倍 4．液压泵单位时间内排出油液的体积称为泵的流量。泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为（）；在 没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为（），它等于排量和转速的乘积。
第九章 气压传动 (1)
第九章气压传动 ★学习目的与要求 1.掌握气压系统的工作原理和组成； 2．掌握气源装置及辅助元件的工作原理； 3．掌握气缸的工作原理； 4．了解气马达的工作原理； 5．掌握减压阀、顺序阀、流量阀的工作原理及应用； 6．了解气动逻辑元件的工作原理及应用； 7．掌握气动基本回路的工作原理及应用； 8．学会阅读气动系统图； 9．掌握气动系统的使用与维护知识。 ★内容提要 气压传动与液压传动的工作原理和系统组成相同，但工作介质不同。气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量的传递和控制的一种传动形式。除了具有与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制、中远程控制、过载保护等优点外，还具有工作介质处理方便，无介质费用、泄漏污染环境、介质变质及补充等优势。但空气的压缩性极大的限制了气压传动传递的功率，一般工作压力较低（0.3～1MPa），总输出力不宜大于10～40kN，且工作速度稳定性较差。应用非常广泛，尤其是轻工、食品工业、化工 第一节气压传动基础知识 一、空气的物理性质 1.空气的组成：主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。 含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。 2.空气的密度：对于干空气ρ=ρo×273/（273+t）×p/0.1013 3.空气的粘度：较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。 4.空气的压缩性和膨胀性 体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。 空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。 5.湿空气 所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有绝对湿度和相对湿度之分。 6.压缩空气的析水量 压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸气就要凝析出来。 二、气体的状态变化 1.理想气体的状态方程 不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。 一定质量的理想气体在状态变化的瞬间，有如下气体状态方程成立 pV/T=常量或p=ρRT 2.气体状态变化过程及其规律（质量不变） （1）等温过程p1V1=p2V2=常量
大学液压气压传动控制考试知识点总结必中
大学液压气压传动控制考试知识点总结必中集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
第一章 知识点 1、液压传动的主要特点是靠密闭工作强的容积变化来进行工作的，它通过液体介质的压力能来进行能量的转换和传递。 2、液压传动系统的共有特征：力的传递、运动的传递、液体压力能。 3、液压传动的基本特征： （1）以液体为工作介质，依靠处于密封工作容积内的液体压力来传递能量； （2）液体压力的高低取决于负载； （3）负载运动速度的大小取决于流量； （4）压力和流量是液压传动中最基本、最重要的两个参数。 4、液压传动系统由动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸、液压马达）、控制元件（压力阀、流量阀、方向阀）和辅助元件（油箱、指示仪表）四部分构成。 第二章 1、液体的可压缩性：液体的体积岁压力的增大而减小的特性，通常用体积压缩系数β来表示。 2、液体压缩系数的倒数称为液体的体积弹性模量K；由于空气的可压缩性很大，因此当液压油中混入气泡时K值将减小，β将增大
3、液体在静止状态下不呈现粘性，只是在液体具有相对运动时才体现出来。 4、常用的粘度有动力粘度，运动粘度和相对粘度三种。 5、运动粘度是划分液压油牌号的依据，液压油的牌号是该液压油在40℃时运动粘度的平均值。 6、液压油的温度升高，其粘度降低；液压油压力升高，其粘度升高。 7、静压力：静止液体内所受法向压应力。 8、各种压力之间关系：（1）真空度=大气压力-绝对压力 （2）绝对压力=大气压力+表压力（相对压力） 9、理想液体：既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。 10、恒定流动：液体流动时，如果液体中任一点处的压力、速度和密度等物理量都不随时间而变化，则液体的这种流动称为恒定流动。 11、流线：流线是指某一瞬时在流场中假设的一条曲线，该曲线上每一点的切线方向都与该点上的流体质点方向重合。 12、在流场中，如果流线间的夹角很小及流线曲率半径很大，那么这种流动称为缓变流动。 13、在流场中任取一非流线的封闭曲线，从曲线上的每一点作流线而组成的管状曲面称为流管。
案例十二 气压传动系统设计实例分析
气压传动系统设计实例分析 气动技术是实现工业生产机械化、自动化的方式之一，由于气压传动本身所具有的独特优点，所以应用日益广泛。 以土木机械为例，随着人们生活水平的不断提高，土木机械的结构越来越复杂，自动化程度不断提高。由于土木机械在加工时转速高、噪声大，木屑飞溅十分严重。在这样的条件下采用气动技术非常合适，因此在近期开发或引进的土木机械上，普遍采用气动技术。下面以八轴仿形铣加工机床为例加以分析。 (1)八轴仿形铣加工机床简介 八轴仿形铣加工机床是一种高效专用半自动加工木质工件的机床。其主要功能是仿形加工，如梭柄、虎形腿等异型空间曲面。工件表面经粗、精铣，砂光和仿形加工后，可得到尺寸精度较高的木质构件。 八轴仿形铣加工机床一次可加工8个工件。在加工时，把样品放在居中位置，铣刀主轴转速一般为8000r／min左右。由变频调速器控制的三相异步电动机，经蜗杆＼蜗轮传动副控制降速后，可得工件的转速范围为15～735r／mino纵向进给由电动机带动滚珠丝杠实现，其转速根据挂轮变化为20～1190r／min或40～2380r／mino工件转速、纵向进给运动速度的改变，都是根据仿形轮的几何轨迹变化，反馈给变频调速器后，再控制电动机来实现的。该机床的接料盘升降，工件的夹紧松开，粗、精铣，砂光和仿形加工等工序都是由气动控制与电气控制配合来实现的。 (2)气动控制回路的工作原理 八轴仿形铣加工机床使用加紧缸B(共8只)，接料盘升降缸A(共2只)，盖板升降缸C，铣刀上、下缸D，粗、精铣缸E，砂光缸F，平衡缸G共计15只气缸。 (3)气控回路的主要特点 ①该机床气动控制与电气控制相结合，各自发挥自己的优点，互为补充，具有操作简便、自动化程度较高等特点； ②砂光缸、铣刀缸和平衡缸均与气容相连，稳定了气缸的工作压力，在气容前面都设有减压阀，可单独调节各自的压力值；
液压与气压传动 期末考试及答案
1．液压系统中的压力取决于_负载_，执行元件的运动速度取决于_流量_ 2．液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成，其中动力元件、执行元件为能量转换装置。 3．液体在管道中存在两种流动状态，层流时内摩擦力起主导作用（雷诺数小），紊流时惯性力起主导作用（雷诺数大） 4．理想液体的伯努利方程：表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量，在任一截面上这三种能量都可以互相转换，但其和都保持不变。 5．液压泵：是液压系统的动力元件，它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能，是液压系统重要的组成元件。 6. 容积式液压泵工作条件：1、在结构上能形成密封的工作容积；2、密封的工作容积能实现周期性的变化，密封工作容积由小变大时与吸油腔相通，由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数：液压泵的压力（工作压力、额定压力、最高压力）、排量与流量、功率、效率（容积、机械）。 7.外啮合齿轮泄漏方式：1、轴向间隙泄漏；2、径向间隙泄漏；3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 8．叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理：它是利用排油压力的反馈作用来实现流量自动调节的，当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出量为零，泵的压力便不再升高。 9. 液压执行元件：是将液压能转化为机械能的工作装置。（液压马达、液压缸——最广泛） 10.高速马达（齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达） 11.液压缸按结构分为：活塞缸、柱塞缸（实现往复运动，输出推力和速度）、摆动缸（实现小于360°的往复摆动，输出转矩和角速度）和组合缸（具有特殊的结构和作用）；按液体压力作分为：单作用（利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动，反向复位靠外力实现）和双作用液压缸（利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动）。 12、单杠杆：通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍，其结构紧凑，应用广泛，单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3- -慢速进给v1—快速退回v2“工作循环的组合机床液压传动装置。 13.液压缸的组成：缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为：方向控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）。按操作方式分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15．压力控制阀：按其功能和用途分为溢流阀（直动式、先导式，实现定压和稳压作用）、减压阀、顺序阀、压力继电器，他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路：流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路：调速回路和快速运动回路调速回路：节流调速回路（有节流损失、溢流损失）、容积调速回路（没有节流、溢流损失，用在高压大容量）、容积节流调速回路（效率高、发热小。低速稳定性好） 17、节流调速回路（液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。） 18、容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通过改变泵的排量来改变输入执行元件的流量，从而实现调速的回路称为容积调速回路。）
液压传动——液压流体力学基础
第2章液压流体力学基础 本章介绍有关液压传动的流体力学基础知识，包括液体静力学方程、连续性方程、伯努利方程、动量方程的应用，压力损失、小孔流量的计算以及压力冲击现象等。 2.1 液体静力学 液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因此要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用。所谓相对平衡是指液体内部各质点间没有相对运动，至于液体本身完全可以和容器一起如同刚体一样做各种运动。因此，液体在相对平衡状态下不呈现粘性，不存在切应力，只有法向的压应力，即静压力。本节主要讨论液体的平衡规律和压强分布规律以及液体对物体壁面的作用力。 2.1.1 液体静压力及其特性 作用在液体上的力有两种类型：一种是质量力，另一种是表面力。 质量力作用在液体所有质点上，它的大小与质量成正比，属于这种力的有重力、惯性力等。单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在数值上等于重力加速度。 表面力作用于所研究液体的表面上，如法向力、切向力。表面力可以是其他物体(例如活塞、大气层)作用在液体上的力；也可以是一部分液体间作用在另一部分液体上的力。对于液体整体来说，其他物体作用在液体上的力属于外力，而液体间作用力属于内力。由于理想液体质点间的内聚力很小，液体不能抵抗拉力或切向力，即使是微小的拉力或切向力都会使液体发生流动。因为静止液体不存在质点间的相对运动，也就不存在拉力或切向力，所以静止液体只能承受压力。 所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用p表示。 液体内某质点处的法向力ΔF对其微小面积ΔA的极限称为压力p，即： p＝limΔF/ΔA (2-1) ΔA→0 若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为： p＝F/A (2-2) 式中：A为液体有效作用面积；F为液体有效作用面积A上所受的法向力。 静压力具有下述两个重要特征： (1)液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。 (2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。 2.1.2 液体静力学方程 图2-1静压力的分布规律 静止液体内部受力情况可用图2-1来说明。设容器中装满液体，在任意一点A处取一微小面积dA，该点距液面深度为h，距坐标原点高度为Z，容器液平面距坐标原点为Z0。为了求得任意一点A的压力，可取dA·h这个液柱为分离体〔见图(b)〕。根据静压力的特性，作用于这个液柱上的力在各方向都呈平衡，现求各作用力在Ｚ方向的平衡方程。微小液柱顶面上的作用力为p0dA(方向向下)，液柱本身的重力Ｇ＝γhdA(方向向下)，液柱底面对液柱的