液压传动课程电子课件1-基础知识

1、 n 液压传动的工作原理及组成液压传动的工作原理及组成1.1 液压传动的特点液压传动的特点1.2 液压油液压油1.3 液压传动基本理论液压传动基本理论 1.4 1.1 液压传动的工作原理及组成液压传动的工作原理及组成n液压传动是用液体作为工作介质，在密封的回液压传动是用液体作为工作介质，在密封的回路里，利用液体的压力能进行能量传递的传动路里，利用液体的压力能进行能量传递的传动方式。方式。 1杠杆；杠杆；2小液压缸；小液压缸；3小活塞；小活塞；4、7单向阀；单向阀；5吸油管；吸油管；6、10管道；管道；8大活塞；大活塞；9大液压缸；大液压缸；11截止阀；截止阀；12油箱油箱1.1.1 1.1.1

2、 液压传动的工作原理液压传动的工作原理图图1.1 液压千斤顶工作原理图液压千斤顶工作原理图 图图1.2 机床工作台液压传动系统机床工作台液压传动系统1油箱；油箱；2过滤器；过滤器；3液压泵；液压泵；4溢流阀；溢流阀；5节流阀；节流阀；6换向阀；换向阀；7液压缸；液压缸；8工作台工作台 q1.1.2 1.1.2 液压传动系统的组成液压传动系统的组成(1)动力元件动力元件 将原动机输入的机械能转换为液体压力能的装置，将原动机输入的机械能转换为液体压力能的装置，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。如各类其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。如各类液压泵。液压泵。(2)执行元件执行元

3、件 将液体压力能转换为机械能的装置，其作用是在将液体压力能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度压力油的推动下输出力和速度(或转矩和转速或转矩和转速)，以驱动工作部，以驱动工作部件。如各类液压缸和液压马达。件。如各类液压缸和液压马达。(3)控制调节元件控制调节元件 用以控制液压传动系统中油液的压力、流量用以控制液压传动系统中油液的压力、流量和流动方向的装置。如溢流阀、节流阀和换向阀等。和流动方向的装置。如溢流阀、节流阀和换向阀等。(4)辅助元件辅助元件 除以上元件外的其它元器件都称为辅助元件，如除以上元件外的其它元器件都称为辅助元件，如油箱、工作介质、过滤器、蓄能器、冷却器、

4、分水滤气器、油箱、工作介质、过滤器、蓄能器、冷却器、分水滤气器、油雾器、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它油雾器、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 q1.1.3 1.1.3 液压传动系统的图形符号液压传动系统的图形符号n 一般液压传动系统图都应按照一般液压传动系统图都应按照GB/T7861.1-93所规定的液压图形符号来绘制。所规定的液压图形符号来绘制。n液压传动系统图中的图形符号只

5、表示元件的功液压传动系统图中的图形符号只表示元件的功能、操作能、操作(控制控制)方法和外部连接口，而不表示元方法和外部连接口，而不表示元件的具体结构和参数；件的具体结构和参数；n液压传动系统图只表示各元件的连接关系，而液压传动系统图只表示各元件的连接关系，而不表示系统管道布置的具体位置或元件在机器不表示系统管道布置的具体位置或元件在机器中的实际安装位置；中的实际安装位置；n液压传动系统图中的图形符号通常以元件的静液压传动系统图中的图形符号通常以元件的静止位置或零位来表示。止位置或零位来表示。1.2 1.2 液压传动的特点液压传动的特点n优点优点n(1)液压传动容易做到对速度的无级调节，且其调速

6、范液压传动容易做到对速度的无级调节，且其调速范围大，并且对速度的调节还可在工作过程中进行；围大，并且对速度的调节还可在工作过程中进行；n(2)在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑；量轻、结构紧凑；n(3)液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能快速起动、制动和频繁换向；快速起动、制动和频繁换向；n(4)液压装置易实现自动化，可以方便地对液体的流动液压装置易实现自动化，可以方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地与电方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地与

7、电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作；动和操作；n(5)液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长；故使用寿命较长；n(6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。设计、制造和推广使用。 1.2 1.2 液压传动的特点液压传动的特点n缺点缺点n(1)液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比；证严格的传动比；n(2)液压传动在工作过程中能量损失较大，

8、因液压传动在工作过程中能量损失较大，因此，传动效率相对低，不宜作远距离传动；此，传动效率相对低，不宜作远距离传动；n(3)液压传动对油温变化比较敏感，不宜在较液压传动对油温变化比较敏感，不宜在较高和较低的温度下工作；高和较低的温度下工作；n(4)液压系统出现故障时，不易诊断。液压系统出现故障时，不易诊断。 1.3 液液 压压 油油n液压油作用：液压油作用：n（1）传递运动与动力。）传递运动与动力。 n（2）润滑。）润滑。n（3）密封。）密封。n（4）冷却。）冷却。 n1.3.1 1.3.1 液压油的主要性质液压油的主要性质 n1密度密度n密度是单位体积液压油的质量：密度是单位体积液压油的质量：

9、n n (kg/m3) mV 2黏性黏性n液体在外力作用下流动或有流动趋势时，液体在外力作用下流动或有流动趋势时，分子间的内聚力会阻碍分子间的相对运动分子间的内聚力会阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这一特性称为液体而产生一种内摩擦力，这一特性称为液体的黏性。的黏性。n液体只有在液体只有在流动流动时才会呈现出粘性，静止时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。粘性的大小可以用液体是不呈现粘性的。粘性的大小可以用粘度表示。粘度表示。 n黏性的大小用黏度表示。常用的粘度有黏性的大小用黏度表示。常用的粘度有动动力黏度力黏度、运动黏度运动黏度和和相对黏度相对黏度三种。三种。(1) 动力黏度动力黏

10、度n如图所示，若两如图所示，若两n平行平板之间充满液平行平板之间充满液n体，上平板以速度向体，上平板以速度向n右运动，下平板固定右运动，下平板固定n不动。附着在上平板不动。附着在上平板n的液体在其吸附力作用下，跟随上平板以速度向右运的液体在其吸附力作用下，跟随上平板以速度向右运动。附着在下平板的液体在吸附力作用下则保持静止，动。附着在下平板的液体在吸附力作用下则保持静止，中间液体的速度由上至下逐渐减小。当两平行平板距中间液体的速度由上至下逐渐减小。当两平行平板距离较小时，速度近似按线性规律分布。离较小时，速度近似按线性规律分布。 由实验得出，液层间的内摩擦力F与液层间的接触面积A、液层间的速度

11、梯度du/dy成正比。即 (2-1) 若用单位面积上的内摩擦力，即切应力来表示液体粘性，则上式可改写成 (2-2)dyduAFdyduAF 式中：为动力粘度；du/dy为速度梯度，或称剪切率。由上式可得动力粘度的表达式: (2-3)dydu n动力黏度是液体在单位速度梯度下流动时，动力黏度是液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上的内摩擦力。接触液层间单位面积上的内摩擦力。n动力粘度的物理意义：当速度梯度等于动力粘度的物理意义：当速度梯度等于1时，时，接触液层间单位面积上的内摩擦力即为动力接触液层间单位面积上的内摩擦力即为动力粘度。粘度。n动力粘度的法定计量单位为动力粘度的法定计量单位

12、为Pas （Ns/m2）和和MPas。dydu(2) 运动粘度n动力黏度动力黏度 与液体密度与液体密度 的比值叫运动黏度，的比值叫运动黏度，用用 表示。表示。(3) 相对粘度n它是用特定粘度计在规定条件下测出的粘度。它是用特定粘度计在规定条件下测出的粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同。我国采用各国采用的相对粘度单位有所不同。我国采用恩氏粘度（另有赛氏、雷氏粘度等）。恩氏粘度（另有赛氏、雷氏粘度等）。n恩氏粘度：恩氏粘度用恩氏粘度计测定，即将恩氏粘度：恩氏粘度用恩氏粘度计测定，即将200cm3的被测液体装入底部有的被测液体装入底部有2.8mm小孔的小孔的恩氏粘度计容器内，在某一特定温度下测定该

13、恩氏粘度计容器内，在某一特定温度下测定该液体在自重作用下流尽所需时间，与液体在自重作用下流尽所需时间，与20的的200cm3蒸馏水在同一粘度计中流尽所需时间之蒸馏水在同一粘度计中流尽所需时间之比值，便是该液体在这一特定温度时的恩氏粘比值，便是该液体在这一特定温度时的恩氏粘度。即度。即21tttE n在一般液压系统所使用的压力范围内，液压在一般液压系统所使用的压力范围内，液压油油(液液)的粘度受压力变化的影响甚微，可以的粘度受压力变化的影响甚微，可以忽略不计；但当液体所受的忽略不计；但当液体所受的压力加大压力加大时，分时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也粘

14、度也随之增大随之增大。黏度随着压力的变化而变化的特。黏度随着压力的变化而变化的特性叫黏压特性。性叫黏压特性。 n液压油液压油(液液)的粘度对温度变化十分敏感，的粘度对温度变化十分敏感，温温度升高度升高，粘度将降低粘度将降低。黏度随着温度的变化。黏度随着温度的变化而变化的特性叫黏温特性。而变化的特性叫黏温特性。粘度与压力、温度的关系粘度与压力、温度的关系 图图1.4 典型液压油的粘温特性曲线典型液压油的粘温特性曲线矿油型通用液压油；矿油型通用液压油；矿油型高黏度指数液压油；矿油型高黏度指数液压油；水包油乳化液；水包油乳化液；水水-乙二醇液；乙二醇液；磷酸酯液磷酸酯液3可压缩性可压缩性n液体的可压

15、缩性是指液体受压力作液体的可压缩性是指液体受压力作用而发生体积缩小的性质。用而发生体积缩小的性质。n液压油液压油(液液)的可压缩性很小，所以一的可压缩性很小，所以一般可忽略不计。但在某些情况下，般可忽略不计。但在某些情况下，如研究液压系统的动态特性以及远如研究液压系统的动态特性以及远距离操纵的液压机构时，就需要考距离操纵的液压机构时，就需要考虑液压油虑液压油(液液)可压缩性的影响。可压缩性的影响。4 其他性质n其他一些物理化学性质，如抗燃性、抗凝性、其他一些物理化学性质，如抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、防锈性、润滑性、导热抗氧化性、抗泡沫性、防锈性、润滑性、导热性、纯净性等等。性、纯净性

16、等等。1.3.2 液压油的基本要求n（1）适宜的粘度和良好的粘温性能。一般液）适宜的粘度和良好的粘温性能。一般液压系统所用的液压油其运动粘度范围为：压系统所用的液压油其运动粘度范围为：（1368）10-6m2/s(40C) ；n（2）良好的润滑性能。以减小液压元件中相）良好的润滑性能。以减小液压元件中相对运动表面的磨损。为了改善液压油的润滑性对运动表面的磨损。为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能；能，可加入添加剂以增加其润滑性能；n（3）良好的化学稳定性。即对热、氧化、水）良好的化学稳定性。即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性；解、相容都具有良好的稳定性；1.3.2 液

17、压油的基本要求液压油的基本要求n（4）良好的防锈性和防腐性；）良好的防锈性和防腐性；n（5）比热、热传导率大，热膨胀系数小；）比热、热传导率大，热膨胀系数小；n（6）良好的泡沫性和抗乳化性；）良好的泡沫性和抗乳化性；n（7）油液纯净，含杂质量少；）油液纯净，含杂质量少；n（8）倾点和凝点低，闪点）倾点和凝点低，闪点(明火能使油面上油明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高；和燃点高；n（9）对人体无害，成本低。）对人体无害，成本低。类型名称ISO代号特 性 和 用 途矿油型普通液压油L-HL精制矿油加添加剂，提高抗氧化和防锈性能，适用于室内一般设备

18、的中低压系统抗磨液压油L-HML-HL油加添加剂，改善抗磨性能，适用于工程机械、车辆液压系统低温液压油L-HVL-HM油加添加剂，改善黏温特性，可用于环境温度在-20-40的高压系统高黏度指数液压油L-HRL-HL油加添加剂，改善黏温特性，VI值达175以上，适用于对黏温特性有特殊要求的低压系统，如数控机床液压系统液压导轨油L-HGL-HM油加添加剂，改善黏一滑性能，适用于机床中液压和导轨润滑合用的系统全损耗系统用油L-HH浅度精制矿油，抗氧化性、抗泡沫性较差，主要用于机械润滑，可作液压代用油，用于要求不高的低压系统汽轮机油L-TSA深度精制矿油加添加剂，改善抗氧化、抗泡沫等性能，为汽轮机专用

19、油，可作液压代用油，用于一般液压系统1. 液压油的主要品种及其特性和用途 1.3.3 1.3.3 液压油的种类及使用液压油的种类及使用乳化型水包油乳化液L-HFA又称高水基液，特点是难燃、黏温特性好，有一定的防锈能力，润滑性差，易泄漏。适用于有抗燃要求，油液用量大且泄漏严重的系统油包水乳化液L-HFB既具有矿油型液压油的抗磨、防锈性能，又具有抗燃性，适用于有抗燃要求的中压系统合成型 水-乙二醇液L-HFC难燃，黏温特性和抗蚀性好，能在-3060温度下使用，适用于有抗燃要求的中低压系统磷酸酯液L-HFDR难燃，润滑抗磨性能和抗氧化性能良好，能在-54135温度范围内使用，缺点是有毒。适用于有抗燃

20、要求的高压精密液压系统液压油的主要品种及其特性和用途（续） 2 液压油的使用液压油的使用n（1）液压油的选择原则）液压油的选择原则n液压泵的类型。n液压系统的工作压力。n运动速度。n环境条件（包括温度、室内、露天、水下等）。n防污染的要求。n技术经济性（包括价格、使用寿命、维护保养的难易程度等）。 （2）品种和黏度的选用）品种和黏度的选用 （3）使用）使用n（1）对长期使用的液压油，应使其长期处于低于它开始氧化的温度下工作。n（2）在储存、搬运及加注过程中，应防止油液被污染。n（3）对油液定期抽样检验，并建立定期换油制度。n（4）油箱的储油量应充分，以利于液压系统的散热。n（5）保持液压系统的

21、密封良好，一旦有泄漏就应立即排除。 n1. 液体的压力液体的压力 n 液体处于静止或相对静止时，液体单位面积液体处于静止或相对静止时，液体单位面积上所受的法向作用压力称为压力。上所受的法向作用压力称为压力。n单位：单位：Pa（帕）（帕） (N/m2)、MPan常用单位换算关系：常用单位换算关系：n 1bar（巴）（巴）=1.02kgf/cm2=105Pa=0.1MPaAFp1.4.1 1.4.1 液体静力学基础液体静力学基础 1.4.1 1.4.1 液体静力学基础液体静力学基础n液体的静压力具有以下两个重要特性。液体的静压力具有以下两个重要特性。n（1）液体静压力的方向总是作用在内法线）液体静

22、压力的方向总是作用在内法线方向上。液体在静止状态下不呈现粘性，方向上。液体在静止状态下不呈现粘性，内部不存在切向剪应力而只有法向应力，内部不存在切向剪应力而只有法向应力，垂直并指向于承压表面。垂直并指向于承压表面。n（2）静止液体内任一点的液体静压力在各）静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。如果有一方向压力不等，个方向上都相等。如果有一方向压力不等，液体就会流动。液体就会流动。n如图所示，在密闭容器内，静止液体所受的力有液体的重力、液面上的外加力以及容器壁面作用于液体表面上的反压力。若求在液面下深h处A点的压力p可以从液体内部取出一个底面包含A点的竖直小液柱，其上顶与液面重合。gh

23、pp0图 静止液体内压力分布规律2. 2. 液体静力学基本方程液体静力学基本方程n液体静力学基本方程n （1）静止液体内任一点处的压力都由两部分组成：液面上的压力和该点以上液体自重所形成的压力。n 当液面上只受大气压力作用时，则液体内任一点处的压力为：n n （2）静止液体内的压力随液体深度呈线性规律分布。 n （3）离液面深度相同的各点组成了等压面，此等压面为一水平面。ghpp0ghppa3.3.液体静压力的传递液体静压力的传递n帕斯卡原理：在密闭容器内，由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。或称静压传递原理。 n在液压系统中，由外力产生的压力通常比由液体自重产生的压力大得多，由液体

24、重力引起的压力可忽略不计，因此，可以认为液压系统中静止液体内的压力到处相等。0pp n 如图所示为应用帕斯卡原理的液压千斤顶工作原理图。在两个相互连通的液压缸密封腔中充满油液，小活塞和大活塞的面积分别为A1和A2，在大活塞上放一重物W，小活塞上施加一平衡重力W的力F时，则小液压缸中液体的压力为F/A1，大液压缸中液体的压力为W/A2。因两缸互通而构成一个密封容器，根据帕斯卡原理则有，相应有WAAFAFAW2112 图 帕斯卡原理应用3.3.液体静压力的传递液体静压力的传递3.3.液体静压力的传递液体静压力的传递n重要结论：重要结论：n（1）液压系统具有放大效应。）液压系统具有放大效应。n（2）

25、液压系统中液体内的压力主要是由外界）液压系统中液体内的压力主要是由外界负载作用而形成的，即负载作用而形成的，即液压系统中的工作压力液压系统中的工作压力决定于负载，这是液压传动中的一个重要的基决定于负载，这是液压传动中的一个重要的基本概念本概念。4. 压力的测量n（1）液体压力的表示方法及单位）液体压力的表示方法及单位n用液体在单位面积上所受到的作用力的大小表用液体在单位面积上所受到的作用力的大小表示。法定计量单位为示。法定计量单位为Pa、kPa、MPa。n用大气压力表示。工程大气压（用大气压力表示。工程大气压（at）、标准大）、标准大气压（气压（atm）。）。n用液柱高度表示，米水柱（用液柱高

26、度表示，米水柱（mH2O）、毫米汞）、毫米汞柱（柱（mmHg）。）。n（2）压力的测量）压力的测量n液压系统中的压力，绝大多数采用压力计测量。液压系统中的压力，绝大多数采用压力计测量。在实际的压力测试中，有两种基准，一是以绝对在实际的压力测试中，有两种基准，一是以绝对真空为基准，另一是以大气压力为基准。真空为基准，另一是以大气压力为基准。n绝对压力绝对压力。即指以绝对真空为基准测得的压力。即指以绝对真空为基准测得的压力。n相对压力相对压力。即指以大气压力为基准测得的高出大。即指以大气压力为基准测得的高出大气压力的那部分压力。气压力的那部分压力。 n真空度真空度。绝对压力低于大气压力的数值称为真

27、空。绝对压力低于大气压力的数值称为真空度。度。n绝对压力、相对压力、真空度的关系如图所示。绝对压力、相对压力、真空度的关系如图所示。5. 5. 液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力n（1）当固体壁面为一平面时：n（2） 当固体壁面为一曲面时：n pAF xxpAF Ax：曲面在X方向的投影面积。如图所示锥阀，液体在轴线方向对锥面的作用力为：4/2dpF轴1.4.2 1.4.2 液体动力学基础液体动力学基础n一、基本概念一、基本概念n 1理想液体和恒定流动理想液体和恒定流动 n理想液体：无黏性又不可压缩的假想液体理想液体：无黏性又不可压缩的假想液体n恒定流动：液体流动时，若其中任一点处的

28、压恒定流动：液体流动时，若其中任一点处的压力、速度和密度都不随时间变化，则这种流动力、速度和密度都不随时间变化，则这种流动称为恒定流动称为恒定流动 。 1.4.2 1.4.2 液体动力学基础液体动力学基础n2过流断面、流量和平均流速过流断面、流量和平均流速n（1）过流断面）过流断面n垂直于液体流动方向的截面称为过流断面。垂直于液体流动方向的截面称为过流断面。n（2）流量）流量 qn单位时间内流过过流断面的液体体积称为流量。单位时间内流过过流断面的液体体积称为流量。n单位：单位：m3/s或或L/mintVq 1.4.2 1.4.2 液体动力学基础液体动力学基础n2过流断面、流量和平均流速过流断面

29、、流量和平均流速n（3）平均流速）平均流速 vn为使计算和分析简便，假想液流通过过流断面的流速为使计算和分析简便，假想液流通过过流断面的流速分布是均匀的，且该流速能反映真实流量。分布是均匀的，且该流速能反映真实流量。vAqvqV单位：单位：m/sn 连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。达形式。n 在单位时间内流过两个断面的液体质量相等，即在单位时间内流过两个断面的液体质量相等，即n n 当忽略液体的可压缩性时，得当忽略液体的可压缩性时，得 n 它说明它说明液体在管道中流动时，流过各个断面的流量液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相

30、等的，流速和过流断面积成反比。是相等的，流速和过流断面积成反比。 222111AA2211AA二、液体流动的连续性方程二、液体流动的连续性方程n 1.理想液体的伯努利方程 2222121122ghpghp三、伯努利方程n设密度为的理想液体在通道内作恒定流动。现任取两通流截面1-1和2-2为研究对象，两截面压力为p1、p2，速度为v1、v2，液位高度为h1、h2，通流截面面积为A1、A2，则1-1截面压力能为p1 q，动能为gqv12/2g，位能为gqh1；2-2截面压力能为p2 q，动能为gqv22/2g，位能为gqh2。根据能量定恒定律可推导出，重力作用下的理想液体在通道内稳定流动时的伯努利

31、方程为n 图 理想液体伯努利方程示意图22221211gqh2pgqh2pggqqggqqn物理意义：物理意义：n压力能、动能、位能三者之间可能相互转换。压力能、动能、位能三者之间可能相互转换。n三种能量之和为常数。三种能量之和为常数。n若不考虑位能，则液体流速越高，压力越小；管道若不考虑位能，则液体流速越高，压力越小；管道越细，流速越高。越细，流速越高。 常数2222121122hggphggpn2.实际液体的伯努利方程 n或：n 应用伯努利方程时，必须满足以下条件：n（1）恒定流动。 （2）过流断面必须是渐变面。 n（3）液体所受的力只是压力和重力 。n（4）液体是连续不可压缩的，即密度等

32、于常数。n（5）所选两截面之间的流量应保持不变。 w222221211122hhggphggpPwghpghp222222111121211.4.3 1.4.3 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失n一、液体的流态和雷诺数一、液体的流态和雷诺数 n雷诺实验：雷诺实验：1溢流管 2进水管 3水杯 4开关 5细导管 6水箱 7玻管 8阀门n 液体在管中的流动状态用雷诺数描述，即：液体在管中的流动状态用雷诺数描述，即：n 如果液流的雷诺数相同，则它的流动状态也相同如果液流的雷诺数相同，则它的流动状态也相同n 实验证明：流体从层流变为紊流时的雷诺数大于由实验证明：流体从层流变为紊流时的雷诺数大于由

33、紊流变为层流时的雷诺数，前者称上临界雷诺数，后者紊流变为层流时的雷诺数，前者称上临界雷诺数，后者称下临界雷诺数。称下临界雷诺数。n 工程中是以下临界雷诺数作为液流状态判断依据，工程中是以下临界雷诺数作为液流状态判断依据，简称临界雷诺数。简称临界雷诺数。n 若若 液流为层流；液流为层流； 液流为紊流。液流为紊流。vdHReReRecRccRe一、液体的流态和雷诺数一、液体的流态和雷诺数n1.沿程压力损失：液体在等径直管中流动时因黏性摩擦沿程压力损失：液体在等径直管中流动时因黏性摩擦而产生的压力损失。而产生的压力损失。n2. 计算：计算：n 式中式中 为沿程阻力系数，既可用于层流也可用于紊流，为沿

34、程阻力系数，既可用于层流也可用于紊流，只是选取的数值不同。只是选取的数值不同。n 紊流时，紊流时， 除与雷诺数有关外，还与管壁的表面除与雷诺数有关外，还与管壁的表面粗糙度有关。粗糙度有关。n 在计算沿程压力损失时，先判断流态，取正确的在计算沿程压力损失时，先判断流态，取正确的沿程阻力系数值，后按上式进行计算。沿程阻力系数值，后按上式进行计算。22dlp二、沿程压力损失二、沿程压力损失n1、局部压力损失：液体流经如阀口、弯管、突、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的压力损失。变截面等局部阻力处所引起的压力损失。n2、计算：、计算：n 式中，式中， 局部阻力系数。各种局

35、部装局部阻力系数。各种局部装置结构的值可查有关手册。置结构的值可查有关手册。n 阀类元件局部压力损失用下面公式计算较阀类元件局部压力损失用下面公式计算较方便方便 ：22 p2vnvv)(qqppn三、局部压力损失三、局部压力损失n系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和所有局部压系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和，即力损失之和，即 n n 为减少液压系统的压力损失，常采取以下措施：为减少液压系统的压力损失，常采取以下措施：n （1）将油液的流速限制在适当的范围内。）将油液的流速限制在适当的范围内。 n （2）使管道内壁应光滑。）使管道内壁应光滑。n （3）选择适当的油液黏

36、度。）选择适当的油液黏度。n （4）尽量缩短管道长度，减少管道弯曲和突变。）尽量缩短管道长度，减少管道弯曲和突变。2vnvn22v)(22qqpdlpppp四、管路系统的总压力损失四、管路系统的总压力损失n1、小孔的分类：薄壁孔；细长孔；短孔。、小孔的分类：薄壁孔；细长孔；短孔。 n（1）薄壁孔流量）薄壁孔流量 n（2）短孔的流量）短孔的流量 同上式，但流量系数不同同上式，但流量系数不同n一般为一般为 =0.82。n（3）细长孔的流量）细长孔的流量 n 通用公式通用公式 ： pACq2TqqC)128/(4lpdqpKAqT1.4.4 1.4.4 小孔流量小孔流量n2、缝隙流量、缝隙流量n 缝

37、隙流动有两种状况：一种压差流动；另一种缝隙流动有两种状况：一种压差流动；另一种n是剪切流动。两种流动常同时存在。是剪切流动。两种流动常同时存在。n（1）平行平板缝隙的流量）平行平板缝隙的流量 n n（2）圆环缝隙的流量）圆环缝隙的流量 n3、小孔和缝隙的利用、小孔和缝隙的利用 n 虽然液体流经小孔和缝隙时会产生压力损失和泄漏，虽然液体流经小孔和缝隙时会产生压力损失和泄漏，但可以利用小孔的流量来调速，利用缝隙产生压力降来但可以利用小孔的流量来调速，利用缝隙产生压力降来控制系统的压力。控制系统的压力。 n buplbq212032)5 . 11 (12023udlpdq1.4.5 1.4.5 液压冲击和气穴现象液压冲击和气穴现象 n一、液压冲击一、液压冲击 n1、产生液压冲击的原因、产生液压冲击的原因 n（1）液流突然停