液压传动基本原理(二).ppt

1、第二章液压传动流体力学基础、流体力学基础、流体力学基础、管道压力损失计算、流经孔和间隙的流动特性、液压冲击、1、流体静压力及其特性、2-1液体静态基础、流体力学研究静态流体力学以及这些规律的实际应用。这里说的静态液体是液体在内部粒子之间没有相对运动，因此液体不显示粘性，液体内部没有剪切应力，只有法向应力就是压力。第二，流体静压力的基本方程及其物理意义，第三，固体壁面上压力的总力，第一，静压力静压力是液体静止时每个单位面积接收的垂直作用力。水压在液压传动中简单地称为压力，在物理学中称为压力。P=F/A，第一，流体静态压力及其特性，我国的法定压力单位为帕斯卡，牛顿/米2(N/m2)。液压技术中目前

2、使用的压力单位包括棒材(bar)、工程大气压、千克力，每平方米(kgf/cm)等。流体静压力有两个重要特性：(1)流体静压的方向始终沿着作用面的法向。这个特性可以直接解释为液体的特性。液体只能保持一定的体积，不能保持固定的方向，不能承受拉力或剪切力。所以只能承受垂直压力。(2)在静止液体的任何一点上，所有方向的压力都相同。如果液体的一点所受到的所有方向的压力不相等，则液体在不平衡力下流动，从而破坏静止条件，因此在静止液体中任何一点作用的所有方向的压力都必须相同。2，静态压力特性，2，流体静态压力基本方程和物理意义，1，静态压力基本方程在容器中包含液体，作用于液面的压力为P0，现在在液面h的深度

3、找到a点压力，取一个液体内部包含a点的小液柱，将底部区域设置为a，高度h，如图所示。这个小液体柱在重力和周围液体的压力下平衡。垂直方向上的力平衡方程式为P=p0 gh=p0 h。其中是液体的密度，是液体的严重性。常识是静态压力的基本方程式，说明如下。(1)静态液体任意点的静态压力是液体表面的压力和液体柱的重力引起的压力之和。当液体水平接触大气时，P0为大气压力pa，因此具有p=pa h。(2)同一容器的同一液体中的静态压力随着深度的增加而线性增加。(3)在连接器内，同一液体中相同深度的每个点的压力相同。包含液体的密封容器，液位压力为P0，如图所示。如果选择基准水平平面(0 x)，则将确定水平标

4、高深度为h的a点处的压力p。也就是说，当p=p0 h=p0 (z0-z)清理完毕时，P/z=p0/z0=常量z默认情况下表示以a点为单位的重量液体。单位重量液体的位置为mgz/mg=z，z也称为位置水头。2，静态压力基本方程的物理意义，从点a这样的容器中减去顶部封闭和空气的一个玻璃管，可以看到液体在静态压力下沿玻璃管上升到HP。静态压力基本方程说明：在静态液体中，单位重量液体的压力和位置可以相互转换，但各点的总能量保持不变。p/z=z HP，因此p/=hp表示由于静态压力，a的液体粒子具有mghp的势能，单位重量液体具有HP的势能。Hp=p/，因此p/是以a点为单位的重量液体的压力能量。基于当

5、地大气压力的压力，称为相对压力。相对压力也称为表压。3，绝对压力，相对压力和真空度，压力有两种表示方法：根据绝对零压力表示的压力。当相对压力为负时，工程称为真空度。真空度的大小以这个负数的绝对值表示。，显然，绝对压力大气压力相对压力(表压)绝对压力大气压力真空大气压力绝对压力、绝对压力、相对压力和真空度的相互关系：静态压力基本方程式p=p0 h表明，液体中任何点的压力都包含液体级压力p0或液体表面的压力P0等值将传递到液体中的所有地方。这称为帕斯卡原理或静压传动原理。4，压力传递，通常是液压系统中压力管道和压力容器中外力产生的压力P0远远大于液体自重产生的压力h。对于水压传动，一般认为液体位置

6、高度不考虑压力的影响，静止液体内的所有压力相等。帕斯卡原理应用示例，此图是使用帕斯卡原理查找推力和载荷之间关系的示例。在插图中，垂直、水平液压缸剖面面积为A1、a2。活塞的负载为F1，F2。两个圆柱体连接在一起形成密封容器后，根据帕斯卡的原理，圆柱体内的压力到处相同，p1=p2，因此F2F1。A2/A1在垂直液缸活塞没有负载的情况下，在稍微移除活塞重量和其他阻力的情况下，无论如何推进水平液压缸活塞，均无法在液体中形成压力。第三，固体壁面上压力的总力，1，受平面上压力影响的面为平面时作用于该面的压力的方向相互平行。因此，总力f等于机油压力p和压力区域a的乘积。即F=p.A。对于图中所示的液压缸，

7、作用于活塞的油压力总力为F=p.A=p.D2/4处p . EUP的压力。d活塞的直径。2，作用于曲面的油压力的总作用力，如果作用于压力的曲面是曲面，则作用于曲面的所有压力的方向与该曲面垂直，如图所示，图中曲面除以小区域dA，得出作用dF为x，y的两个方向分割力，即Fxp.dAsin=p.Ax FY=p.dAcos=p.Ay表达式的Ax因此，总作用力F=(Fx2 Fy2)1/2，结束，2-2流体力学基础，液体动力学研究外力作用于液体的流体运动规律，即作用于液体的力和液体运动之间的关系。液体有粘性，在流动时会产生摩擦力，因此研究液体流动问题时，必须考虑粘性的影响。一，几个基本概念，二，液体流动的连

8、续性方程，四，液体稳定流动时的动量方程，三，伯努利方程，一，稳定流动和不稳定流动，一，几个基本概念，液体流动时液体中的任何压力，流速和密度都不随时间变化，这些流动称为稳定流动相反，压力、流速随时间变化的流动称为不稳定流动。如图所示，如果从水箱中取水，水箱上方有补充水源，使水位h保持不变，则从水箱下方出水的各个点的压力和速度都不会随时间变化，从而形成稳定的流动。相反的是不稳定的流动。概念：为了方便推导基本方程，通常假设液体不能与不粘性油压缩。这种液体称为理想液体。实际液体具有粘性和可压缩性。2、理想液体和实际液体、3、流动剖面、流动和平均流动，垂直于液体流动方向的剖面也称为流动剖面或过流剖面。单

9、位时间t内通过流动剖面的液体体积v称为流动q。也就是说，Q=V/t=vA (A-流动剖面面积，V平均流速)表明平均流动是流动面积与流动面积的比率。实际上，液体是粘性的，因此当液体在管道内流动时，流动部分的每个点处的流速不相等。管道中心的最快流速；管道壁流速越近，越小。管道壁的流速为零。为了方便起见，后面提到的流速是平均流速。如果液体在管道内稳定流动，则质量守恒定律不会增加或减少管道内的液体质量，因此在单位时间内通过每个截面的液体质量必须相同。如图所示，管道的两个流动区域为A1，A2，液体流速分别为v1，v2，液体密度相同时，v1A1=v2A2=常量，即3360 v1 a1=v2=q常量或v1/

10、v2=A2/A，2，液体流量的连续性表达式也有解释说，在同一管路中，通过面积大的地方，液体流速小。较小的流动区域具有较大的液体流速。此外，当流动面积固定时，通过的液体流越大，流速就越大。对于标示为Q=Q1 Q2的分支道路，流动的流量必须与离开的流量相同。异常液体没有粘性，在管内稳定流动时没有能量损失。根据能量守恒定律，同一管道的每个部分的总能量相等。在插图中，两个剖面A1和A2分别在基准水平面上选取为Z1和Z2、速度v1、v2、压力分别为P1和p2，并根据能量常数规则选取。P1/r Z1 v12/2g=P2/r z2 v22/2g是P/r z v2/2g=常量，3，Bernoulli方程，1，理想液体的梁努力方程，以上两个表达式是理想液体的伯努利方程在任意截面上，这三种能量可以相互转换，但总和保持不变。静态压力基本方程式是伯努利方程式(速度为零时)的特殊情况。实际液体具有粘度，在管道中流动时，为了克服内部摩擦阻力，需要消耗部分能量，因此实际液体的伯努利方程式为P1/r Z1 V12/2g=P2/r Z2 V22/2g HW(注意：HW表示为水头高度的能量损失)。)管道水平放置时，方程式简化为z1=z2。P1/r V12/2g=P2/r V22/2g HW管道是同一直管道，并且水平放置时，表达式为P1/r=P2/r hw