交通运输液压流体力学基础

1、2.1 2.1 液压油 液压传动所用液压油一般为矿物油，它不仅是液压系统的工 作介质，还起润滑、冷却和防锈作用。其质量的优劣直接影响 液压系统的工作性能。 n有良好的润滑性； n成分要纯净； n有良好的化学稳定性； n抗泡沫性和抗乳化性好； n粘温特性好； n材料相容性好； n无毒，价格便宜 2.1.1 2.1.1 液压油的物理性质 一、液体的密度 二、液体的粘性 三、液体的可压缩性 四、其它性质 液体的粘温特性 2.1.2 2.1.2 对液压油的要求和选用 一、对液压油的要求 n合适的粘度和良好的粘温特性； n润滑性能好； n有良好的化学稳定性； n抗泡沫性和抗乳化性好； n粘温特性好； n

2、材料相容性好； n闪点要高，凝固点要低。 2.1.2 2.1.2 对液压油的要求和选用 二、液压油的选用 v工作压力工作压力 v环境温度环境温度 v工作部件的运动速度工作部件的运动速度 v液压泵的类型液压泵的类型 v经济性经济性 考虑因素：考虑因素： 2.1.2 2.1.2 对液压油的要求和选用 二、液压油的选用种类种类 2.1.2 2.1.2 对液压油的要求和选用 几种液压油的牌号和技术性能指 标 2.2 2.2 液体静力学 2.2.1 2.2.1 液体静压力及其特性 2.2.22.2.2 液体静力学基本方程 2.2.3 2.2.3 压力的表示方法及单位 2.2.42.2.4 静压传递原理

3、2.2.52.2.5 液体对固体壁面的作用力 2.2.1 2.2.1 液体静压力及其特性 2.2.22.2.2 液体静力学基本方程 2.2.3 2.2.3 压力的表示方法及单位 2.2.4 2.2.4 静压传递原理 作用在大活塞上的负载F1形 成液体压力 p= F1/A1 为防止大活塞下降，在小活塞 上应施加的力为： F2= pA2= F1A2/A1 由此可得 液压传动可使力放大，可使力 缩小，也可以改变力的方向。 液体内的压力是由负载决定的。 2.2.42.2.4 静压传递原理 2.3 2.3 流体动力学 2.3.1 2.3.1 基本概念 2.3.1 2.3.1 基本概念 2.3.2 2.3

4、.2 连续性方程 2.3.3 2.3.3 伯努利方程 2.4 2.4 管道中液体的压力损 失 n 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转弯或通过阀口会产生撞击 和旋涡，因此液体流动时必然会产生阻力。为了克服阻力，流动液体会 损耗一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来表示。 n 压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。 2.4.1 2.4.1 液体的流动状态 雷诺 雷诺实验 雷诺实验 雷诺实验 2.4.2 2.4.2 沿程压力损失 液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称 为沿程压力损失。 因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区 别。 2.4.2 2.4.2 沿程压力损失

5、 )( 4 22 rR l p 一、流速分布规律 二、圆管层流的流量 2.4.2 2.4.2 沿程压力损失 三、圆管沿程压力损失 因为q qvd2/4vd2/4，Re=d v/Re=d v/，代入并整理得 称为沿程阻力系数。 的理论值为64/Re64/Re，水在作层流流动时的实际阻 力系数和理论值是很接近的。液压油在金属圆管中作 层流流动时，常取75/Re75/Re，在橡胶管中80/Re80/Re。 2.4.2 2.4.2 沿程压力损失 四、圆管紊流的压力损失 紊流流动现象很复杂的，因此紊流状态下液体流动的压力损失仍用上 式来计算，式中的值不仅与雷诺数ReRe有关，而且与管壁表面粗糙度有关。

6、2.4.3 2.4.3 局部压力损 失 液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方 向发生变化，会产生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失 称为局部压力损失。 2 2 p v v为液体的平均流速，一般情况下均指局部阻力后部的流速。 数据是在若实际通过流量与其额定流量qnqn不一样可按下式计算，即 2.4.4 2.4.4 管道系统的总压力损 失 整个液压系统的总压力损失应为所有沿程压力 损失和所有的局部压力损失之和。 在液压元件特别是液压控制阀中，对液流压力、流 量及方向的控制通常是通过特定的孔口来实现的， 它们对液流形成阻力，使其产生压力降，其作用类 似电阻，称其为液阻。 “孔

7、口流动”主要介绍孔口的流量公式及液阻特性。 2.5 2.5 孔口及缝隙的流量压力特性 2.5.1 2.5.1 小孔流量压力特性 孔口流量压力公式 薄壁小孔 细长孔 液流经过细长孔的流量与液体粘度成反比。流过细长孔流量 受液体温度影响较大。 p Ac p AccAq qc 22 02 pA l d l pd q 32128 24 一、通过平板缝隙的流 量 2.5.2 2.5.2 环形缝隙流量压力特性 1 1、固定平行平板间隙流动（压差流动） 2 2、两平行平板有相对运动时的间隙流动 二、环形缝隙的流量压力特性 2.5.2 2.5.2 环形缝隙流量压力特性 1、 同心环形间隙在压差作用下的流动 2

8、.5.2 2.5.2 环形缝隙流量压力特性 2.2.偏心环形间隙在压差作用下的流动 2.6 2.6 液压冲击和气穴现象 一、液压冲击因某些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。瞬间压力冲 击不仅引起振动和噪声，而且会损坏密封装置、管道、元件， 造成设备事故。 液压冲击的类型: : 1. 1.管道阀门突然关闭时的 液压冲击; ; 2. 2.运动部件制动时产生的 液压冲击. . 二、在液压系统中，如果某点处的压力低于液压优液所在温度下的 空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，使液体中 迅速出现大量气泡，叫气穴现象。 2.6 2.6 液压冲击和气穴现 象 2.6 2.6 液压冲击和气穴现 象 减少气穴现象的措施 1 1、减小阀孔前后的压力降，一般使压力比p1/p2p1/p23.53.5。 2 2、尽量降低泵的吸油高度，减少吸油管道阻力。 3 3、各元件联接处要密封可靠，防止空气进入。 4 4、增强容易产生气蚀的元件的机械强度。 液体的粘温特性 2.1.2 2.1.2 对液压油的要求和选用 2.3.1 2.3.1 基本概念 雷诺 2.4.4 2.4.4 管道系统的总