液压与气压传动第二章流体力学基础

1、1.1.可压缩性可压缩性 在温度不变条件下，液压油的体积将随压力的增高而减小的性质。体积压缩系数 :即单位压力变化下的体积相对变化量01VVp体积变化初始体积压力变化 油的可压缩性很小，可以忽略，认为液体是不可压缩的。第二章 流体力学基础液压油主要物理性质液压油主要物理性质2.粘性粘性 (1)(1)粘性的定义粘性的定义 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的一种内摩檫力，它使液体各层间的运动速度不等，这种现象叫做液体的粘性。 静止液体不呈现粘性粘性示意图v下板固定v上板以u0运动vA点：u = 0 B点：u = u0v两板之间液流速度逐渐减小（2 2）

2、牛顿内摩擦定律）牛顿内摩擦定律A AB B式中： Ff 液体流动时，相邻液体层间的内摩擦力 粘性系数，与液体的种类和温度有关 A 液层接触面积 du /dy速度梯度dyduAFf两液层的速度差两液层间的距离静止液体 du0 不呈现粘性 牛顿内摩擦定律dyduAFf切应力:(3)(3)粘度粘度三种表示方法：2) 运动粘度 单位：Pa.S（帕秒）单位：m2/sdyduAFf1) 动力粘度3) 条件粘度 1）动力粘度dyduAFf单位：单位：帕斯卡.秒（Pa.s） 泊（P）1P=1dyn.s.cm-2 1Pa.s = 10 P = 103cP动力粘度物理意义：动力粘度物理意义：液体在单位速度梯度下流

3、动 时单位面积上产生的内摩擦力dydudyduAFf/2）运动粘度机械油的牌号：表示这种油在40时以mm2/s为单位的运动粘度的平均值。 例如YAN32中YA是普通液压油，N32表示40时油的平均运动粘度为32 mm2/s。 运动粘度单位： 1 m2 2/s = 104 St = 106 cSt (=106 mm2/s) 斯(cm2/s) 厘斯(mm2/s) 3)相对粘度(恩氏粘度)21ttEt式中：t1 油流出的时间 t220OC蒸馏水流出时间1005020,EEE 恩氏粘度与运动粘度的换算关系恩氏粘度与运动粘度的换算关系610)31. 631. 7(ttEE 通常以通常以20、50、100

4、OC作为标准测定温度，作为标准测定温度，记为：记为：200ml=2. 8mm恩氏粘度计(4) (4) 粘度与压力的关系粘度与压力的关系 压力对粘度的影响不大，一般情况下，特别是压力较低时，可不考虑。(5) 粘度与温度的关系粘度与温度的关系 影响： 大，阻力大，能耗 小，油变稀，泄漏 限制油温：T，加冷却器 T，加热器T p 2 . 2 流体的静力学 流体静力学是研究平衡流体流体静力学是研究平衡流体（包括：流体对地球无相对运动和流体对运动容器无相对运动）的力学规律及其应用的力学规律及其应用。 由于平衡流体之间无相对运动，流体的粘性不起作用。所以，流体静力学中所得出的结论，对于理想流体和粘性流体都

5、适用。理论不需要实验修正。静压力（简称压力）：指液体处于相对静止时，单位面积上所受的法向作用力。 如果法向力均匀地作用在面积上，压力表示为： 真空度真空度:当压力比当地大气压低时，流体压力与当地大气压的差值称为真空度。压力的表示方法及单位压力的表示方法及单位以当地大气压为计算标准表示的压力。也称为计示压强、表压强也称为计示压强、表压强相对压力：相对压力：绝对压力：绝对压力：以绝对真空为起点表示的压力。1. 1. 压力的表示方法压力的表示方法绝对压强绝对压强= =表压强表压强+ +当地大气压当地大气压表压强表压强= =绝对压力绝对压力- -当地大气压当地大气压当ppa 时：绝对压强绝对压强= =

6、当地大气压当地大气压- -真空度真空度真空度真空度= =当地大气压当地大气压- -绝对压力绝对压力当ppa 时：绝对真空绝对真空(p=0)当地大气压力当地大气压力测量压力(表压力表压力)亦称相对压力相对压力绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力相对压力相对压力,其绝对值称真空度真空度p压压 力力 的的 度度 量量v2 2、 静压强的计量单位静压强的计量单位（1）压力单位：压力单位：Pa（N/m2）、bar 、MPa 1 bar=101 bar=105 5 PaPa0.1 MPa 0.1 MPa （2）液柱高单位：液柱高单位：测压计常以水或水银作为工作介质，压力常 以水柱高度（mH2O），或毫米汞柱（

7、mmHg）表示。（3）大气压单位：大气压单位：以1标准大气压（1 atm）为单位表示。1 1 atmatm =1.013 =1.013* *10105 5PaPa=10.33 mH=10.33 mH2 2O O =760 mmHg1bar0.1MPa =760 mmHg1bar0.1MPa二、液体流动的连续性方程液体流动的连续性方程连续性方程是质量守恒规律在流体力学中的表现。连续性方程是质量守恒规律在流体力学中的表现。设：不可压缩流体在非等断面管中作定常流动。在定常流动中，流过各截面的不可压缩液体的流量是相等的，而且液体的平均流速与管道的过流截面积成反比。constAvAvQ2211说明：说明

8、：2.理想液体的伯努利方程理想液体的伯努利方程对理想液体一元定常流的运动微分方程沿流线积分：cudpgz22不可压缩液体不可压缩液体cupgz22const2.3.2伯努利方程伯努利方程实际液体总流的伯努利方程实际液体总流的伯努利方程fghvgzpvgzp222222221111适用条件：适用条件：1.1.定常流动定常流动2.2.不可压缩流动不可压缩流动4.4.质量力只有重力质量力只有重力3.3.所取截面为缓变流截面所取截面为缓变流截面 一定质量的理想气体，在状态变化的某-稳定瞬时，其状态应满足下述关系：理想气体状态方程为理想气体状态方程为 或 或 式中， P为绝对压力(Pa)； V 为气体容

9、积（m3) 为气体密度(kg/m3 )； T 为绝对温度(K)； 为气体比容(m3 /kg) ， ； 为气体常数，干空气的 ， 水蒸汽的 。一 气体的静力学2.4气体的流体力学基础气体的流体力学基础 气体从某个状态变化到另一个状态，称为状态变化，如该变化加上条件限制是等容、等压、等温、绝热变化，如不加条件限制，即为多变过程，接近实际过程。 2、静止气体状态变化、静止气体状态变化 2、静止气体状态变化、静止气体状态变化2、静止气体状态变化、静止气体状态变化或多变过程多变过程 式中， 为多变指数。 等压过程等压过程： 0， = ； 等容过程等容过程： ， ； 等温过程等温过程： 1， ； 绝热过程绝热过程： 1.4（空气）， 常数； 多变过程多变过