液压与气压传动技术 第四版 课件 任务四 液体流动时的能量损失分析

液压传动基础知识一、管路内液体流动时的压力损失任务四液体流动时的能量损失由于液体具有黏性，在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。

压力损失有沿程压力损失和局部压力损失两种。沿程压力损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因内摩擦而产生的压力损失，它主要取决于管路的长度和直径、液体的流速和黏度以及液体的流动状态。局部压力损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程压力损失与局部压力损失之和。

液压系统中的压力损失大部分转换为热能，造成系统油温升高、泄漏增大，以致影响系统的工作性能。故压力损失是液压传动中一个必须考虑的因素，生产实践中希望压力损失尽可能小些。减少流速、缩短管路长度、减少管路截面的突变，提高管壁加工质量，适当增加管道内径，合理选用阀类元件等都可以使压力损失减少。

由于存在压力损失，所以液压泵的额定压力要略大于系统工作时所需的最大工作压力，一般可将系统工作所需的最大工作压力乘以一个1.3～1.5的系数来估算。液压传动基础知识二、液体流动时的流量损失任务四液体流动时的能量损失在液压系统中，各液压元器件都有相对运动的表面，如液压缸和活塞的外表面，因为要有相对运动，所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油，另一边为低压油，则高压油就会经间隙流向低压区造成泄漏。同时，由于液压元件密封不完善，一部分油液也会向外泄漏。这种泄漏造成实际流量有所减少，这就是流量损失。流量损失影响运动速度，而泄漏又难以绝对避免，所以在液压系统中液压泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量。通常可将系统工作所需的最大流量乘以一个1.1～1.3的系数来估算。液压传动基础知识三、液压冲击任务四液体流动时的能量损失在液压系统工作过程中，管路中流动的液体往往会因执行部件换向或阀门关闭而突然停止运动。由于液流和运动部件的惯性，在系统内会产生很大的瞬时压力峰值，这种现象叫做液压冲击。液压传动基础知识三、液压冲击任务四液体流动时的能量损失液压冲击会引起振动和噪声，其压力峰值可超过工作压力的几倍，且常伴有巨大的振动和噪声，使液压系统产生温升，有时使某些液压元件，如压力继电器、顺序阀等产生误动作而影响系统正常工作，甚至使某些液压元件、密封装置和管路损坏。因此，在液压系统设计和使用中必须采取适当措施来防止、减少液压冲击，通常有以下几种方法：1.延长阀门关闭和运动部件换向制动的时间；2.限制管道内液体的流速及运动部件的速度；3.适当增大管径或采用橡胶软管，尽量缩短管道长度；4.在系统中设置蓄能器和安全阀，在液压元件中设置缓冲装置。液压传动基础知识四、空穴现象任务四液体流动时的能量损失在液压传动中，液压油总是含有一定量的空气。空气可溶解在液压油中，也可以气泡的形式混合在液压油中。如果某一处的压力低于空气分离压力时，溶解于油中的空气就会从油中分离出来形成气泡，当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时，油液就会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂在油液中，使得原来充满导管和元件中的油液成为不连续状态，这种现象称为空穴现象。液压传动基础知识四、空穴现象任务四液体流动时的能量损失在液压系统中，泵的吸油口及吸油管路中的压力低于大气压力容易产生空穴现象。油液流经节流口等狭小缝隙处，由于速度增加，压力下降至空气分离压力以下时，也会产生空穴现象。液压传动基础知识四、空穴现象任务四液体流动时的能量损失空穴现象产生的气泡，随着油液运动到高压区时，气泡在高压油作用下迅速破裂，并又凝结成液体，使体积突然减小而形成真空，周围高压油高速流过来补充。由于这一过程是在瞬间发生的，因而引起局部液压冲击，压力和温度都急剧升高，并产生强烈的噪声和振动。在气泡凝结区域的管壁及其它液压元件表面，因长期受冲击压力和高温作用，以及从油液中游离出来的空气中的氧气的酸化作用，使零件表面受到腐蚀，这种因空穴现象而产生的零件腐蚀，称为气蚀。液压传动基础知识四、空穴现象任务四液体流动时的能量损失为了防止产生空穴现象和气蚀，一般可采取下列措施：1.减小流经小孔和间隙处的压力降；2.正确确定液压泵吸油管内径，对管内液体的