(流体力学基础)课件.ppt

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1、第一章：流体力学基础本章主要内容：1工作介质：液体及气体的物理性质2流体静力学：静压力及其特性，静压力方程，静压传递原理等。3流体运动学及动力学：连续性方程和能量方程4气体状态方程：5充、放气参数的计算：6管道流动，孔口流动，缝隙流动：流态、压力损失、流量计算等。1第一节工作介质一、液体传动介质（一）物理性质2、可压缩性液压油的体积将随压力的增高而减小。液体的可压缩性的大小是用体积压缩率k来表示。1、密度（均质液体）单位：kg/m3一般液压油密度:ρ=900kg/m3。2压力变化初始体积体积变化即单位压力变化下的体积相对变化量1

2、）体积压缩率k:注：为了使k成为正值，故在上式的右面加了一个负号。单位：m2/N32）体积弹性模量K：(K抗压能力　，不容易压缩)液体体积的压缩系数的倒数,称为液体体积弹性模量。单位：N/m2，Pa*液压油的K与压缩过程、温度、压力等因素有关。(TK,pK)*如果混入4%的空气，K减小75%。*当系统中的温度和压力变化不大，亦即是液压系统基本上处于静态（或恒稳定态）时，液压油的压缩性可以不予考虑。*P６３：习题1-１。4液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力为了阻碍分子间的相对运动过程而产生一种内摩擦力。这种特性叫做液体的粘

3、性。3、粘性*液体只有在流动时才会出现粘性。u0u+duuhdyyxy下板不动，上板以速度u0向右平动，由于粘性，靠下板的液层速度为零，上板液层速度为u0，中间按线性规律变化。由实验测出内摩擦力Ff为:(1)牛顿内摩擦定律粘性系数或动力粘度。速度梯度，液层相对速度对液层距离的变化率。5牛顿液体内摩擦定律：液层间的切应力（单位面积上的内摩擦力）∵液体静止时,du/dy=0∴静止液体不呈现粘性6（2）粘度的几种表示方法1).动力粘度（绝对粘度）在单位速度梯度下流动时，单位面积上产生的内摩擦力。(单位：Pa*s或N*s/m2)2).运

4、动粘度：液体动力粘度与其密度的比值。运动粘度不是粘度的量，但习惯用它来标志液体的粘度。ISO按运动粘度值对油夜的粘度等级（VG）进行划分(表1-4)。(单位：m2/s)73).相对粘度(条件粘度)200mlΦ2.8t1：油在温度20°C时通过Φ2.8小孔的时间。t2：水在温度20°C时流过Φ2.8小孔的时间。恩氏粘度：*随着温度的升高，粘度减小。*随着压力的增大，粘度增大。运动粘度与恩氏粘度的关系：8二、气体传动介质(一)空气的组成（N2、O2、CO2、H2O等）干空气：不含有水蒸气的空气。温空气：含有水蒸气的空气。饱和温空气：

5、在一定压力和温度下，空气中所含水蒸气达到最大可含量。全压力：指各组成气体压力的总和.分压力：各组成气体的压力,是指这种气体在相同温度下,独占空气总容积时所具有的压力.基准状态：温度t=00C，压力p=0.1013MPa。9(二)空气的性质（1）干空气的密度：1、密度：单位体积内所含空气的质量。10（2）湿空气的密度112、粘性：在气压传动中，可忽略不计。3、压缩性和膨胀性：气体的状态方程4、湿空气（1）绝对湿度每立方米的湿空气所含水蒸气的质量。pS：水蒸气的分压力，单位Pa；RS：水蒸气的气体常数，Rs=462.05J/(kg*

6、K)；T：热力学温度，单位为K。12(3)相对湿度在同一温度和压力下，绝对湿度和饱和绝对湿度之比。*在气压传动中，要求相对湿度不得大于90%。(2)饱和绝对湿度在一定温度下，一立方米饱和湿空气中所含水蒸气的质量。13*温度越低，含水量越少。（4）含湿量：分为质量含湿量和容积含湿量。（a）质量含湿量：在含有1Kg干空气的湿空气中所混合的水蒸气的质量。（b）容积含湿量：含有1m3干空气的湿空气中所混合的水蒸气的质量。14注：湿空气被压缩后，压力、温度、绝对湿度都增加，当此压缩空气冷却降温，其相对湿度增加，温度降到露点后，便有水析出。

7、（5）析水量：每小时从压缩空气中析出水的质量。例1-1：20oC0.1MPa50oC0.8MPaQm=1.18kg/h压缩冷却15第二节流体静力学一、液体的压力及其性质静压力：液体静止时的压力，叫做液体的静压力。静压力在液压传动中称“压力”，在物理学中称“压强”。性质：1、静压力垂直于其作用面，其方向和该面的内法线方向一致。2、静止液体内任意点处的静压力在各个方向上都相等。作用在液体上的力：表面力：切向力、法向力（作用在液体的表面上）质量力：重力、惯性力（作用在液体的质点上）压力是指液体内某点处单位面积上所受的法向力：16由上式

8、可知：1、静止液体内一点处的压力由两部分组成，一部分是液面上的压力p0，另一部分是该点以上液体重力所形成的压力ρgh。2、静止液体内的压力沿液深呈直线分布。3、离液面深度相同处各点的压力都相等。二、静压力基本方程(一)静压力基本方程（重力作用下静止液体中的压力分