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3
• 静止液体的力学规律 • 流动液体的力学规律 • 管路系统流动分析 • 液压系统的气穴与液压冲击现象
4
2.1.1 液体的静压力
• 静压力: 是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作用
力
• 若包含液体某点的微小面积ΔA上所作用的法向力为ΔF， 则该点的静压力p定义为：
• 若法向力F均匀地作用在p 面liA积m0 AF上A ，则压力可表示为:
15
理想液体的伯努利方程
p1
g
z1
12
2g
p2
g
z2
22
2g
c
p
2
• 理想液体定常流动g 时 z，液2g体的c 任一
通流截面上的总比能（单位重量液
体的总能量）保持为定值。
பைடு நூலகம்
总比能由比压能（）、比位能（Z）和比动能（）图组2成-8，伯可努以利相方互程转化。
由于方程中的每一项均以长p 度为量纲，所以亦分别称为推压导2 简力图水头，位
液压基础知识培训
2010-7-13
1
液压基础
• 液压原理 • 液压元件 • 液压系统 • 原理图 • 常见故障
2
液压原理
• 液压传动是一种流 体传动，理论基础 是流体力学。以液 体为介质，利用液 体压力来传递动力 和进行控制的一种 传动方式
• 液体静力学，帕斯 卡原理
密闭液体上的压强， 能够大小不变地向 各个方向传递
11
2.2.1 基本概念
• 通流截面:在流场中作一面。若该面与通过面上的每一条流线都
垂直，则称该面为通流截面
• 流量:单位时间内流过某通流截面的流体体积
法定单位: 米q3/秒A(dmA 3/s) q A
工程中常用升/分（L/min）
• 通流截面上的平均流速:
q AdA A
q A
图2—7 流线、流束与通流截 面
• p=p0+ρg(z0 - z)
•
+ z= p
+ pz0 0=C
g
g
Z:单位重量液体的位能,称位置水头
:单位重量液体的压力能,称压力水头
p
• 物理意g 义:静止液体具有两种能量形式，即压力能与位能。这两种
能量形式可以相互转换，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒 值，因此静压力基本方程从本质上反映了静止液体中的能量守恒关系.
置水头和速度水头
g
2g
静压力基本方程是伯努利方程的特例
16
泄漏
• 配合间隙 • 泄漏:当流体流经这些间隙时就会发生从压力高处经过间隙流到系
统中压力低处或直接进入大气的现象(前者称为内泄漏，后者称为外 泄漏)
• 泄漏主要是由压力差与间隙造成的 • 油液在间隙中的流动状态一般是层流
17
2.4 液压系统的气穴与液压冲击现象
8
2.1.4 压力的计量单位
• 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
表压力
• 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
绝对压力 p
真空度
绝对压力 p=0
绝对压力
• 真真空空。度此时:如相果对液压体力中为某负点值的，绝常对将压这力一小负于相大对气压图压压力2力—力的和2，绝真则对绝空称值对度该压称力点为、出该相现点对
20
21
液压传动的主要优缺点
主要优点： （1）无级调速； （2）功率体积比功率大，元件布置灵活； （3）易实现过载保护； （4）工作平稳； （5）便于实现自动化 ； （6）元件能够自行润滑，使用寿命长； （7）液压元件易实现系列化、标准化和通用化 。
22
主要缺点： （1）传动比不稳定,不能保证严格的传动比 （泄漏，压缩性） （2）对油温变化敏感； （3）不宜远距离输送动力，传动效率较低 （4）元件制造精度要求高，加工装配较困
7
2.1.4 压力的计量单位
• 法定单位 :牛顿/米2(N/m2)即帕（Pa）
1 MPa=106Pa
• 单位换算:
1工程大气压（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）≈105帕 =0.1 MPa 1米水柱（mH20）=9.8×103Pa 1毫米汞柱（mmHg）=1.33×102Pa
1bar ≈ 0.1 Mpa=14.5psi
• 气穴(空穴): 在流动液体中，由于某点处的压力低于空气分离压
而产生汽泡的现象
• 液压冲击:在液压系统中由于某种原因，液体压力在一瞬间会突
然升高,产生很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击
18
流量
• 流量与速度的关系 • 流量的调节 • 单位
19
压力
• 压力 压强 • 压力的调节 • 压力的决定因素 • 压力表
的真空度
• 真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
9
2.1.5 压力的传递
• 帕斯卡原理:若在处于密封容器中静止液体的部分边界面上施
加外力使其压力发生变化，只要液体仍保持其原来的静止状态不变， 则液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化
• 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
p F A
5
2.1.1 液体的静压力
• 静压力的特性:
• 液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向 • 静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等
• 液体静压力基本方程:反映了在重力作用下静止液体中的
压力分布规律
p=po+ρgh ΔΔ
图2—1重心作用下的静止 Δ 液体
6
2.1.3 静压力基本方程物理意义
情况下的具体应用
• q=A=常数
• 不可压缩流体作定常流动时，通过流束（或管道）的任一 通流截面的流量相等
• 通过通流截面的流速则与通流截面的面积成反比
14
2.2.3 伯努利方程(能量方程):能量守恒
定律在流动液体中的表达形式
• 理想液体的伯努利方程 • 实际液体的伯努利方程 • 伯努利方程应用实例
• 液压系统的压力完全决定于 外负载
图2-4帕斯卡原理 应用
10
2.2 流动液体的力学规律
• 理想液体: 既不可压缩又无粘性的液体 • 理想气体: 可压缩但没有粘性的气体 • 一维定常流动: 即流场中速度与压力只是空
间点的位置的函数而与时间无关，则称流 场中的流动为定常流动。在定常流动条件 下，如果通过适当选择坐标（包括曲线坐 标）后，使流速与压力只是一个坐标的函 数，则称这样的流动为一维定常流动
12
2.2.1 基本概念
• 流动液体中的压力和能量: 由于存在运动，所以理想
流体流动时除了具有压力能与位能外，还具有动能。即流动理想流体 具有压力能，位能和动能三种能量形式
• 单位重量的压力能:
p
• 单位重量的位能: Z
g
• 单位重量的动能:
2
2g
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2.2.2 连续性方程:质量守恒定律在流动液体
• 静止液体的力学规律 • 流动液体的力学规律 • 管路系统流动分析 • 液压系统的气穴与液压冲击现象
4
2.1.1 液体的静压力
• 静压力: 是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作用
力
• 若包含液体某点的微小面积ΔA上所作用的法向力为ΔF， 则该点的静压力p定义为：
• 若法向力F均匀地作用在p 面liA积m0 AF上A ，则压力可表示为:
15
理想液体的伯努利方程
p1
g
z1
12
2g
p2
g
z2
22
2g
c
p
2
• 理想液体定常流动g 时 z，液2g体的c 任一
通流截面上的总比能（单位重量液
体的总能量）保持为定值。
பைடு நூலகம்
总比能由比压能（）、比位能（Z）和比动能（）图组2成-8，伯可努以利相方互程转化。
由于方程中的每一项均以长p 度为量纲，所以亦分别称为推压导2 简力图水头，位
液压基础知识培训
2010-7-13
1
液压基础
• 液压原理 • 液压元件 • 液压系统 • 原理图 • 常见故障
2
液压原理
• 液压传动是一种流 体传动，理论基础 是流体力学。以液 体为介质，利用液 体压力来传递动力 和进行控制的一种 传动方式
• 液体静力学，帕斯 卡原理
密闭液体上的压强， 能够大小不变地向 各个方向传递
11
2.2.1 基本概念
• 通流截面:在流场中作一面。若该面与通过面上的每一条流线都
垂直，则称该面为通流截面
• 流量:单位时间内流过某通流截面的流体体积
法定单位: 米q3/秒A(dmA 3/s) q A
工程中常用升/分（L/min）
• 通流截面上的平均流速:
q AdA A
q A
图2—7 流线、流束与通流截 面
• p=p0+ρg(z0 - z)
•
+ z= p
+ pz0 0=C
g
g
Z:单位重量液体的位能,称位置水头
:单位重量液体的压力能,称压力水头
p
• 物理意g 义:静止液体具有两种能量形式，即压力能与位能。这两种
能量形式可以相互转换，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒 值，因此静压力基本方程从本质上反映了静止液体中的能量守恒关系.
置水头和速度水头
g
2g
静压力基本方程是伯努利方程的特例
16
泄漏
• 配合间隙 • 泄漏:当流体流经这些间隙时就会发生从压力高处经过间隙流到系
统中压力低处或直接进入大气的现象(前者称为内泄漏，后者称为外 泄漏)
• 泄漏主要是由压力差与间隙造成的 • 油液在间隙中的流动状态一般是层流
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2.4 液压系统的气穴与液压冲击现象
8
2.1.4 压力的计量单位
• 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
表压力
• 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
绝对压力 p
真空度
绝对压力 p=0
绝对压力
• 真真空空。度此时:如相果对液压体力中为某负点值的，绝常对将压这力一小负于相大对气压图压压力2力—力的和2，绝真则对绝空称值对度该压称力点为、出该相现点对
20
21
液压传动的主要优缺点
主要优点： （1）无级调速； （2）功率体积比功率大，元件布置灵活； （3）易实现过载保护； （4）工作平稳； （5）便于实现自动化 ； （6）元件能够自行润滑，使用寿命长； （7）液压元件易实现系列化、标准化和通用化 。
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主要缺点： （1）传动比不稳定,不能保证严格的传动比 （泄漏，压缩性） （2）对油温变化敏感； （3）不宜远距离输送动力，传动效率较低 （4）元件制造精度要求高，加工装配较困
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2.1.4 压力的计量单位
• 法定单位 :牛顿/米2(N/m2)即帕（Pa）
1 MPa=106Pa
• 单位换算:
1工程大气压（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）≈105帕 =0.1 MPa 1米水柱（mH20）=9.8×103Pa 1毫米汞柱（mmHg）=1.33×102Pa
1bar ≈ 0.1 Mpa=14.5psi
• 气穴(空穴): 在流动液体中，由于某点处的压力低于空气分离压
而产生汽泡的现象
• 液压冲击:在液压系统中由于某种原因，液体压力在一瞬间会突
然升高,产生很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击
18
流量
• 流量与速度的关系 • 流量的调节 • 单位
19
压力
• 压力 压强 • 压力的调节 • 压力的决定因素 • 压力表
的真空度
• 真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
9
2.1.5 压力的传递
• 帕斯卡原理:若在处于密封容器中静止液体的部分边界面上施
加外力使其压力发生变化，只要液体仍保持其原来的静止状态不变， 则液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化
• 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
p F A
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2.1.1 液体的静压力
• 静压力的特性:
• 液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向 • 静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等
• 液体静压力基本方程:反映了在重力作用下静止液体中的
压力分布规律
p=po+ρgh ΔΔ
图2—1重心作用下的静止 Δ 液体
6
2.1.3 静压力基本方程物理意义
情况下的具体应用
• q=A=常数
• 不可压缩流体作定常流动时，通过流束（或管道）的任一 通流截面的流量相等
• 通过通流截面的流速则与通流截面的面积成反比
14
2.2.3 伯努利方程(能量方程):能量守恒
定律在流动液体中的表达形式
• 理想液体的伯努利方程 • 实际液体的伯努利方程 • 伯努利方程应用实例
• 液压系统的压力完全决定于 外负载
图2-4帕斯卡原理 应用
10
2.2 流动液体的力学规律
• 理想液体: 既不可压缩又无粘性的液体 • 理想气体: 可压缩但没有粘性的气体 • 一维定常流动: 即流场中速度与压力只是空
间点的位置的函数而与时间无关，则称流 场中的流动为定常流动。在定常流动条件 下，如果通过适当选择坐标（包括曲线坐 标）后，使流速与压力只是一个坐标的函 数，则称这样的流动为一维定常流动
12
2.2.1 基本概念
• 流动液体中的压力和能量: 由于存在运动，所以理想
流体流动时除了具有压力能与位能外，还具有动能。即流动理想流体 具有压力能，位能和动能三种能量形式
• 单位重量的压力能:
p
• 单位重量的位能: Z
g
• 单位重量的动能:
2
2g
13
2.2.2 连续性方程:质量守恒定律在流动液体