液压流体力学

1、液压与气动技术液压与气动技术第二章第二章 液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础第二章第二章 液压流体力学基础液压流体力学基础液体流经孔口和缝隙的流量液体流经孔口和缝隙的流量-压力特性压力特性 液压冲击及气穴现象液压冲击及气穴现象液压流体力学基础液压流体力学基础第二章第二章 液压流体力学基础液压流体力学基础2、1 液压油液压油 2、2 液体静力学液体静力学液压流体力学基础液压流体力学基础目的任务目的任务 了解油液性质、静压特性、方程、传递规律了解油液性质、静压特性、方程、传递规律 掌握静力学基本方程、压力表达掌握静力学基本方程、压力表达

2、 式和结论式和结论 液压流体力学基础液压流体力学基础重点难点重点难点 液压油的粘性和粘度液压油的粘性和粘度 粘温特性粘温特性 静压特性静压特性 压力形成压力形成静力学基本方程静力学基本方程液压流体力学基础液压流体力学基础提问作业提问作业1、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？2、液压传动系统的组成和作用各是什么？、液压传动系统的组成和作用各是什么？液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1 液压油液压油液压传动所用液压油一般为矿物油。液压油作用：液压系统传递能量的工作介质。1. 润滑、冷却和防锈。 液压油质量的优劣直接影响液压系统的工作性能。液

3、压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1.1 液压油的物理性质一、液体的密度液体单位体积内的质量称为密度，通常用液体单位体积内的质量称为密度，通常用“”表示：表示： = m / V (kg/m= m / V (kg/m3 3) )m-液体质量（ kg ）V-液体体积（ m3 ）通常可视为常数液压油的密度为900kg/m3液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油二、液体的粘性液体在外力作用下流动时，分子之间的内聚力会阻液体在外力作用下流动时，分子之间的内聚力会阻碍分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力。这一特性碍分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力。这一特性称作称作液体的粘性液体的粘性

4、。粘性的大小用粘性的大小用粘度粘度表示，是选表示，是选择液压油的主要依据择液压油的主要依据液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油实验测定：实验测定：液体流动时液体流动时相邻液层间的内摩擦力相邻液层间的内摩擦力F与液与液层间的接触面积层间的接触面积A和液层间的和液层间的相对运动速度相对运动速度du成正比，而成正比，而与液层间的距离与液层间的距离dy成反比。成反比。图图2.1.1 液体粘性示意图液体粘性示意图液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油式中：比例常数，称为粘性系数或粘度； du/dy 速度剃度用剪应力表示：用剪应力表示：(即：单位面积即：单位面积上内摩擦力上内摩擦力)液压流体

5、力学基础液压流体力学基础液压油液压油动力粘度动力粘度粘粘度度运动粘度运动粘度相对粘度相对粘度Et液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油动力粘度即：液体在单位速度剃度下流动时，液层间单位面积上产生的内摩擦力。 动力粘度又称绝对粘度在SI（国际单位制）中： 的单位为Pa.S（帕秒）或 N.sm在CGS（厘米克秒单位制）中： 的单位为 dyn.scm 称 P（泊）1Pa.S = 10P = 103cP(厘泊）液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2. 运动粘度运动粘度动力粘度与液体密度p之比，无物理意义在SI（国际单位制）中：的单位为 ms在CGS（厘米克秒单位制）中： 的单位为 cms

6、 称 St（斯）1ms = 104 St（斯）= 106 cSt（厘斯）1 cSt = mms 液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油运动粘度运动粘度在工程中的应用在工程中的应用机械油的牌号机械油在40时的运动粘度的平均值。例：20号机械油是指在40时的运动粘度的平均值为20 cSt（厘斯）的机械油。30号机械油？ 是指在40时的运动粘度的平均值为30 cSt（厘斯）的机械油。液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油3 .相对粘度Et相对粘度又称条件粘度，我国采用恩氏粘度相对粘度又称条件粘度，我国采用恩氏粘度Et测定方法： 将200 mL温度为 t 的被测液体装入恩氏粘度计的容器，经

7、其底部直径为2.8 mm的小孔流出，测出液体流尽所需时间 t1，再测出200 mL 温度为20的蒸馏水在同一粘度计中流尽所需时间 t2；这两个时间的比值即为被测液体在温度t下的恩氏粘度。相对粘度相对粘度 雷式粘度雷式粘度R英国、欧洲英国、欧洲 赛式粘度赛式粘度SSU美国美国 恩式粘度恩式粘度oE俄国、德国、中俄国、德国、中国国液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油 在工业上将在工业上将20 、50 、100 作为测定恩氏粘度的标准温度。作为测定恩氏粘度的标准温度。分别分别用用E20、 E50、 E100表示表示smEEtt/1031.631.726恩氏粘度

8、和运动粘度的换算:液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油4. 其他性质：其他性质：液体的可压缩性液体的可压缩性液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。一般很小可忽略不计。缩性。一般很小可忽略不计。2. 液体粘度与压力的关系液体粘度与压力的关系 液体分子间的距离随液体分子间的距离随压力增加压力增加而减而减小，内聚力增大，其小，内聚力增大，其粘度也随之增大粘度也随之增大。当压力不高和压力变化不大时，一般可当压力不高和压力变化不大时，一般可忽略不计。忽略不计。液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油3. 液体粘温特性液体粘温特性 液体粘

9、度随温度升高而下降的性质称为粘温液体粘度随温度升高而下降的性质称为粘温特性。特性。图图2.1.2 是几种国产液压是几种国产液压油的粘温特性曲线油的粘温特性曲线液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油几种国产液压油的粘温特性曲线几种国产液压油的粘温特性曲线液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1.2 对液压油的要求及选用一、一、要求要求合理的粘度和良好的粘温特性。（合理的粘度和良好的粘温特性。（ = 11.5 41.3 cSt 或或 2 5.8 E50）润滑性能好；润滑性能好；纯净度好，杂质少；纯净度好，杂质少；对热、氧化、水解都有良好的稳定性，使用寿命长；对热、氧化、水解都有良好

10、的稳定性，使用寿命长；对液压系统所用金属及密封材料等有良好的对液压系统所用金属及密封材料等有良好的抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小比热和传热系数大，闪点和燃点高，流动点比热和传热系数大，闪点和燃点高，流动点液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1.2 对液压油的要求及选用二、二、液压油分类液压油分类液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油三、三、液压油命名和代号（液压油命名和代号（GB251281)“牌号牌号”即该工作介质产品在即该工作介质产品在40时的运动粘度等级时的运动粘度等级，并在级前冠以，并在级前冠以“N”字符，以区别于其他温度

11、字符，以区别于其他温度下的运动粘度等级。下的运动粘度等级。“尾注号尾注号”H由石油烃叠合或缩合等工艺制造由石油烃叠合或缩合等工艺制造G 具有良好的粘滑特性具有良好的粘滑特性,减少导轨爬行减少导轨爬行D 具有良好的低温起动性能具有良好的低温起动性能K 对镀银部件具有良好的抗腐蚀性对镀银部件具有良好的抗腐蚀性“类组名称类组名称”见上面分类表见上面分类表液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油例：例：N 22 G 普通液压油普通液压油液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油例：例：YA-N 22 G液压流体力学基础液压流体力学基础矿物型液压油GB/T11118.11995名 称牌号（粘度等级

12、）主要用途L-HL15、22、32、46、68、100常用于低压液压系统L-HM15、22、32、46、68适用于低、中、高压液压系统L-HG32、68适用于液压和导轨润滑系统合用的机床L-HV10、15、22、32、46、68、100适用于环境温度变化较大和工作条件恶劣的（野外工程和远洋船舶）低、中、高压液压系统液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油四、液压油的选用确定液压油的品种确定液压油的品种石油型液压油（矿物油）是液压传动系统中使用最广泛的工石油型液压油（矿物油）是液压传动系统中使用最广泛的工作介质。作介质。如何选用？如何选用？使用性能使用性能工作环境工作环境例：普通液压油是以精

13、制的石油润滑油馏分、并例：普通液压油是以精制的石油润滑油馏分、并添加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂制成的。主添加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂制成的。主要应用于环境温度要应用于环境温度0以上的各种各种精密机床以上的各种各种精密机床的液压和液压导轨系统。的液压和液压导轨系统。液压流体力学基础液压流体力学基础确定压油的粘度确定压油的粘度如何选用？如何选用？工作压力工作压力环境温度环境温度运动速度运动速度液压油液压油 液压系统的工作压力液压系统的工作压力压力压力高，要选择粘度较大的液压高，要选择粘度较大的液压油液油液环境温度环境温度温度高，选用粘度温度高，选用粘度较大的液压油。较大的液压油。 运动速度运

14、动速度速度高，选用速度高，选用粘度较低的液压油。粘度较低的液压油。液压流体力学基础液压流体力学基础五、使用使用液压油时应注意什么保持液压油保持液压油清洁清洁，防止金属屑和纤维等，防止金属屑和纤维等杂质进入油中；杂质进入油中；定期检查油液质量和油液高度；定期检查油液质量和油液高度；应保证油箱的温升不超应保证油箱的温升不超过液压油允许的范围，过液压油允许的范围，一般不得超过一般不得超过70。液压流体力学基础液压流体力学基础作业作业 液压油的选用原则液压流体力学基础液压流体力学基础2.2 流体静力学流体静力学 液压流体力学基础液压流体力学基础面积面积压力压力作用力作用力压力压力 = 作用力作用力 面

15、积面积作用力作用力 = 压力压力 x 面积面积液压流体力学基础液压流体力学基础1 kg低压力低压力1 kg高压力高压力1 kg液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.1液体静压力液体静压力液压流体力学基础液压流体力学基础注意：液压传动课程所说的“压力”就是物理学中的压强的概念。液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.2. .液体静力学基本方程液体静力学基本方程)(AghApApo液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.3 压力的单位及表示方法压力的单位及表示方法单位：单位：我国法定计量单位的压力单位是Pa（帕）（同IS)在工程单位制中的压力单位是 at（工程大气压）液压流体力学基础液压流体力学

16、基础压力压力绝对压力绝对压力相对压力相对压力以绝对真以绝对真空为基准空为基准以大气压以大气压为基准为基准真空度真空度绝对压力小于绝对压力小于大气压的数值大气压的数值液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础换算换算绝对压力绝对压力 = 相对压力相对压力 +大气压力大气压力 真空度真空度 = 大气压力大气压力 - 绝对压力绝对压力 液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.4 静压传递原理静压传递原理在密封的容器内施在密封的容器内施加于静止液体任意一点加于静止液体任意一点的压力将以等值传到液的压力将以等值传到液体各点体各点静压传递原静压传递原理（理（帕斯卡原理帕斯卡原理）。）

17、。在不考虑液体自重所产生的压力时，可以认为静止液体内部各点的压力处处相等。液压流体力学基础液压流体力学基础帕斯卡原理帕斯卡原理压力的传递 静止液体静止液体密闭容器内压力密闭容器内压力等值传递。等值传递。 流动液体流动液体压力传递时考虑压力传递时考虑压力损失。压力损失。例例 已知：已知：=900kg/m=900kg/m2 2 F F=10001000NN, A, A=1X101X10-3-3mm2 2 求：在求：在h h=0.50.5mm 处处p p=?=?解解 表面压力：表面压力： p p0 0=F/AF/A=1000/1x101000/1x10-3-3=10106 6N/mN/m2 2 h

18、h处的压力：处的压力： p p=p p0 0+ +ghgh=10106 6PaPa液压流体力学基础液压流体力学基础帕斯卡原理 在密闭容器内，施加于静止液体在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点。的压力可以等值地传递到液体各点。 这就是帕斯卡原理，也称为静压传这就是帕斯卡原理，也称为静压传递原理。图示是应用帕斯卡原理的实例递原理。图示是应用帕斯卡原理的实例，作用在大活塞上的负载，作用在大活塞上的负载F1形成液体压形成液体压力力p= F1/A1 。为防止大活塞下降，在小为防止大活塞下降，在小活塞上由应施加的力活塞上由应施加的力 F2= pA2= F1A2/A1。此可得：此可得：

19、 液压传动可使力放大，可使力缩小液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。，也可以改变力的方向。 液体内的压力是由负载决定液体内的压力是由负载决定的。的。液压流体力学基础液压流体力学基础AFG500 kgD =100 mmD= 20 mmp?液压流体力学基础液压流体力学基础帕斯卡原理应用已知：D=100mm, d=20mm, G=5000kg 求： F=？ G=mg=50005000kgx9.89.8n/kg（9.8m/s2 ） =49000=49000N 由p1=p2 则F/ /(d2/4/4)=G/（D2/4/4) F=(d2/ /D2)G =(20=(202 2/100/100

20、2 2)49000=1960N)49000=1960N液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.5 液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力 在液压传动中，略去液体自重产生的在液压传动中，略去液体自重产生的压力，液体中各点的压力，液体中各点的静压力静压力是是均匀分布均匀分布的的，且，且垂直垂直作用于作用于受压表面受压表面。因此，当承受。因此，当承受压力的表面为平面时，液体对该平面的总压力的表面为平面时，液体对该平面的总作用力作用力F为液体的为液体的压力压力P与与受压面积受压面积A的乘的乘积，其方向与该积，其方向与该平面相垂直平面相垂直。液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体

21、力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础作业 1叙述帕斯卡定律叙述帕斯卡定律液压流体力学基础液压流体力学基础 压力（压力（Pa）= 作用力（作用力（N）面积（面积（m2） 压力（压力（Kg/cm2）= 作用力（作用力（kg）面积（面积（cm2）液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础 压力压力 负载负载 压力压力 = 面积面积 面积面积 负载负载液压流体力学基础液压流体力学基础无流阻无流阻液压流体力学基础液压流体力学基础压力由外负载产生压力由外负载产生液压流体力学基础液压流体力学基础压力由压力由弹性弹性负载产生负载产生液压流体力学基础液压流体力学基础压力由压缩空气产生压

22、力由压缩空气产生液压流体力学基础液压流体力学基础压力由单向阀（带弹簧）产生压力由单向阀（带弹簧）产生液压流体力学基础液压流体力学基础压力由阻尼孔产生压力由阻尼孔产生液压流体力学基础液压流体力学基础2、3 液体动力学目的任务：目的任务：了解流动液体特性、传递规律了解流动液体特性、传递规律 掌握动力学三大方程、流量和结论掌握动力学三大方程、流量和结论重点难点：重点难点：流量与流速关系及结论三大方程流量与流速关系及结论三大方程 及结论、物理意义及结论、物理意义液压流体力学基础液压流体力学基础2.3 流体动力学流体动力学 液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.1 2.3.1 基本概念基本概念液压流体

23、力学基础液压流体力学基础2.3.1 基本概念基本概念 2.流线、流束、流管、通流截面：流线、流束、流管、通流截面： 流线：流线：液流中各质点的速度方向相切的液流中各质点的速度方向相切的曲线曲线。 流束流束：许多流线组成的一束曲线。许多流线组成的一束曲线。 通流截面通流截面：垂直于流动方向的截面，也垂直于流动方向的截面，也称为过流截面。称为过流截面。液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.1流量与平均速度流量与平均速度一、流量一、流量 单位时间单位时间内流过某一内流过某一截面截面的流体的的流体的体体积积，用，用 q 表示。表示。 例：例：在水龙头旁要灌满一个在水龙头旁要灌满一个10升大小升大小的

24、水桶，需要约的水桶，需要约1分钟时间，则该水龙头分钟时间，则该水龙头的流量就是的流量就是 10 l/min。在在IS中：中：q 的单位为的单位为 m3/s；在工程上常用；在工程上常用 L / min。液压流体力学基础液压流体力学基础例：例：某液压系统泵的流量 4.2 l/min，求10秒钟系统排出液体的体积？解：解： q = 4.2 l/min = 4.2/60 l/s ; t = 10s 根据根据 q = V / t 导出导出V = q x t V = 4.2 x 10 / 60 ( l s /s) V = 0.7 l结论：每分钟4.2升的流量，在10秒钟内排出的液体体积为0.7 l流量流量

25、 = 升升/分钟分钟 ( l/min)1 l = 1000 立方厘米立方厘米 ( cm3 )液压流体力学基础液压流体力学基础二、平均流速二、平均流速由于液体的粘性，液体在流动过程中各层的由于液体的粘性，液体在流动过程中各层的速度是不相等的，为了研究问题的方便，速度是不相等的，为了研究问题的方便，假设液假设液体是无粘性、不可压缩的理想液体体是无粘性、不可压缩的理想液体。这样液体在。这样液体在通流截面上流速均匀分布，称为通流截面上流速均匀分布，称为平均流速平均流速，用，用 v 表示。表示。单位（单位（SI） m/sAqv 液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.2 连续性方程连续性方程根据根据质量

26、守恒定律质量守恒定律，液体在密封管道，液体在密封管道内作内作恒定流动恒定流动时，设液体不可压缩，则时，设液体不可压缩，则单单位时间位时间内流过内流过任意截面任意截面的的质量相等质量相等。A1v1=A2v2q = Av = c (c为常数）为常数）即：液体流过流管即：液体流过流管不同截面不同截面的流量是的流量是不变的不变的液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础在在液压系统液压系统中采用的中采用的液体液体一般认为是一般认为是不可压不可压缩缩的，上述方程反映了的，上述方程反映了液体连续性液体连续性的概念。是液的概念。是液压传动中的压传动中的基本基本概念之一。概念之一。 连续

27、性方连续性方程程提供了提供了流经管道流经管道中的中的流速流速和和流通流通截面积截面积的关系。的关系。 在同一管路中通流在同一管路中通流截面大截面大的地方液体的地方液体流速小流速小，反之通流，反之通流截面小截面小的地方液体的地方液体流速大。流速大。 当通流面积一定时，通过液体的流量越大，当通流面积一定时，通过液体的流量越大，其流速也越大。其流速也越大。液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3流体的伯努利方程流体的伯努利方程液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3 2.3.3 伯努利方程伯努利方程液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3 伯努利方程伯努利方程液压流体力学基础液压流体力学基础液

28、压流体力学基础液压流体力学基础2.3.4 动量方程动量方程液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.4 动量方程动量方程液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.4 动量方程动量方程1 12 2- -动量修正系数，湍流动量修正系数，湍流=1=1，层流，层流=4/3=4/3液压流体力学基础液压流体力学基础 面积面积 速度速度 流量流量 速度速度 = 面积面积 流量流量 液压流体力学基础液压流体力学基础 流量流量速度速度 = 面积面积 负载负载压力压力 = 面积面积 流量流量功率功率 = 压力压力 x液压流体力学基础液压流体力学基础 P A F已知：已知： 卡车质量为卡车质量为 1500 kg，油缸活

29、塞直径油缸活塞直径 32 mm，泵的流量，泵的流量为为 4.2 l / min。求：系统压力求：系统压力 P = ? ；卡车提；卡车提升速度升速度 v = ?。例：例：液压流体力学基础液压流体力学基础根据：根据： P = F / A F=1500 kg A = D2/4 = 3.14 x 3.22 / 4= 8.04cm2 P = F / A =1500 / 8.04 =187 kg / cm2解：解：液压流体力学基础液压流体力学基础根据：根据： v = q / A A = D2/4 = 3.14 x 3.22 / 4= 8.04cm2 1 l （升）（升）= 1000 立方厘米立方厘米 (

30、cm3 ) q = 4.2 l / min = 4.2x1000 cm3 / min v = q / A = 4.2x1000 / 8.04 =522 cm / min = 522 / 100 x 60 = 0.087 m / s 系统压力系统压力 P = 187 kg / cm2 ；卡车提升速度；卡车提升速度 v = 0.087 m / s液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.4 管路中液体的压力损失管路中液体的压力损失由于流动液体具有由于流动液体具有粘性粘性，以及流动时突然转弯或通过，以及流动时突然转弯或通过阀口会产生阀口会产生撞击撞击和和旋涡旋涡，因此液体流

31、动时必然会产生，因此液体流动时必然会产生阻力阻力。为了克服阻力，流动液体会。为了克服阻力，流动液体会损耗损耗一部分一部分能量能量，这种能量，这种能量损失可用液体的损失可用液体的压力损失压力损失来表示。来表示。压力损失即是伯努利方程中的压力损失即是伯努利方程中的h hww项。项。 压力损失由压力损失由沿程压力损失沿程压力损失和和局部压力损失局部压力损失两部分组两部分组成。成。危害：使液压系统温度升高。液压流体力学基础液压流体力学基础2.4.1 液体的流动状态层流层流液体在流动过程中，质点互不干扰，液体在流动过程中，质点互不干扰，流动呈线性或层状，且平行于管道轴线流动呈线性或层状，且平行于管道轴线

32、。特点：液体特点：液体流速低，液体质流速低，液体质点受粘性制约，点受粘性制约，不能随意运动，不能随意运动，粘性力起主导作粘性力起主导作用。用。液压流体力学基础液压流体力学基础紊流紊流液体在流动过程中，质点运动杂乱无液体在流动过程中，质点运动杂乱无章，除平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的章，除平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动横向运动。特点：特点：液体流速高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。液压流体力学基础液压流体力学基础2.4.1 2.4.1 液体的流动状态液体的流动状态液压流体力学基础液压流体力学基础雷诺雷诺液压流体力学基础液压流体力学基础雷诺实验雷诺实验液压流体力学基

33、础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础雷诺实验雷诺实验液压流体力学基础液压流体力学基础vdRev平均速度 m/s d管子直径 m运动粘度 m2/s（伽马 液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.4.2 沿程压力损失沿程压力损失沿程压力损失沿程压力损失液体在等直径管中流动时因液体在等直径管中流动时因粘性摩擦而产生的压力损失，用粘性摩擦而产生的压力损失，用 pf 表示。表示。液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础其中： 沿程阻力系数（ 兰姆达） l 管路长度 m 液体密度 kg / m3 v 液体平均

34、流速 m / s d 管路直径 mdvlpf222.4.2 沿程压力损失沿程压力损失液压流体力学基础液压流体力学基础4.4.沿程压力损失系数沿程压力损失系数 对于层流对于层流 理论值理论值=64/=64/ReRe；金属管；金属管=75/=75/ReRe; ; 橡胶管橡胶管=80/=80/ReRe 对于湍流对于湍流 光滑管光滑管=0.3164=0.3164ReRe-0.25-0.25 粗糙管局粗糙管局ReRe和和/ /d d从手册上查取从手册上查取22vdlp液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3 局部压力损失 液体流经如阀口、弯管、突变截面等局部阻力处所引起

35、的压力损失,称之。 式中， 局部阻力系数。各种局部装置结构的值可查有关手册。 阀类元件局部压力损失用下面公式计算较方便 ： 22 p2nr)(qqppn返回液压流体力学基础液压流体力学基础影响管路系统压力损失的因素：影响管路系统压力损失的因素： 平均流速 v ：流速大，压力损失大； 管路长度 l ：管路越长，压力损失大； 管路截面突变较多和管壁加工质量粗糙都将增大系统大压力损失。因此：在液压系统设计时管路的平均流速 v不应过高（一般应小于 6 m/s ）。液压流体力学基础液压流体力学基础2.4.4 管路系统的总压力损失总压力损失总压力损失所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和，用 pw表示。2

36、222vdvlppprfw液压流体力学基础液压流体力学基础2.52.5液体流经孔口和缝隙的流量液体流经孔口和缝隙的流量- -压力特性压力特性 在液压元件特别是液压控制阀中，对液流压力、流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，称其为液阻。对液流形成阻力，使其产生压力降，称其为液阻。液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础 由公式可得：流量与孔口前后压力差呈非线性关由公式可得：流量与孔口前后压力差呈非线性关系，

37、系，流量与液体粘度无关流量与液体粘度无关, ,因此流量受温度、压力因此流量受温度、压力差得影响很小，而且流程很短，不易堵塞，因而差得影响很小，而且流程很短，不易堵塞，因而流量较稳定。流量较稳定。 在液压技术中，节流阀的节流孔口常做成薄壁孔在液压技术中，节流阀的节流孔口常做成薄壁孔口。口。液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.细长细长小孔的流量压力特性小孔的流量压力特性由公式可得：流量与孔口前后压力差由公式可得：流量与孔口前后压力差p的一次方成正比，的一次方成正比，流量与流体粘度流量与流体粘度有关，因此流量受温度、压力差的影响很有关，因此流量受温度、压力差的影响很大。大。q=d4p/128l液

38、压流体力学基础液压流体力学基础pCAq3.3.短孔短孔（0.5l/d4)C Cq q应按曲线查得，雷诺数较大时，应按曲线查得，雷诺数较大时， C Cq q基本稳定在基本稳定在0.80.8 左右。左右。短管常用作固定节流器短管常用作固定节流器4.4.小孔流量通用公式小孔流量通用公式 C系数系数A-细长空的截面积细长空的截面积 P-小孔两端压力差小孔两端压力差lCd322液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础 5/缝隙流量 常见缝隙 缝隙流动状况平面缝隙平面缝隙圆环缝隙圆环缝隙压差流动压差流动剪切流动剪切流动液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础

39、液压流体力学基础液压流体力学基础 （1）液体流经平行平板间隙的流量 1）液体流经固定平行平板间隙的流动（压差流动） 压差流动：液体在两端压差的作用下在间隙中的流动。流量公式： q=b3p/12l 通过间隙的流量与两端压差成正比，与间隙的三次方成正比 在工程中，为了减小间隙的泄漏量，必须严格控制间隙量。液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2）液体流经相对运动平行平板间隙的流动（剪切流动） 压差流动：由于液体存在粘性，平板运动时，间隙中的液体也在流动，这种流动称为剪切流动。流量公式： q=bv0/2 3）液体在平行平板间隙既有压差又有剪切的流量 一般情况下，平行平板间既有压差流动，又有剪切流动，此时流量为： q=b3p/12lbv0/2 式中“”的确定方法：当长平板相对于短平板移动的方向和压差方向相同时，取“+”号；反之，取“-”号液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础 （2）液体流经圆环间隙的流量 圆环间隙 分类 1）液体流经同心圆环间隙的流量 流量公式： q=d3p/12ldv0/2液压缸缸筒与活塞液压缸缸筒与活塞阀芯与阀孔阀芯与阀孔同心同心偏心偏心液压流体力学基础液压流