液压传动复习资料

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1、第一章流体力学基础第一节:工作介质一、液体的粘性(一)粘性的物理本质液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性,或流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质。内摩擦力表达式:Ff=μAdu/dy牛顿液体内摩擦定律:液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度成正比。du/dy变化时,μ值不变的液体液压油均可看作牛顿液体。静止液体不呈现粘性1、动力粘度μ:μ=τ·dy/du(N·s/m2)物理意义:液体在单位速度梯度下流动时,接触液层间单位面积上内摩擦力2、运动粘度ν:

2、动力粘度与液体密度之比值公式:ν=μ/ρ(m2/s)单位:m2/s。单位中只有长度和时间的量纲,类似运动学的量。三、液体的可压缩性1、液体的体积压缩系数(液体的压缩率)定义:体积为V的液体,当压力增大△p时,体积减小△V,则液体在单位压力变化下体积的相对变化量公式:κ=-1/△p×△V/V0物理意义:单位压力所引起液体体积的变化    2、液体的体积弹性模数定义:液体压缩系数的倒数公式:K=1/κ=-△pV/△V    物理意义:表示单位体积相对变化量所需要的压力增量,也即液体抵抗压缩能力的大小。一般认为油液不可压缩(因压缩性很小),计算时取:K=(0

3、.7~1.4)×103MPa。若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则必须考虑1、粘度和压力的关系:∵p↑,Ff↑,μ↑ ∴μ随p↑而↑,压力较小时忽略,50MPa以上影响趋于显著2、粘度和温度的关系:∵温度↑,Ff↓,μ↓    ∴粘度随温度变化的关系叫粘温特性,粘度随温度的变化较小,即粘温特性较好,常用粘度指数VI来度量,VI高,说明粘—温特性好。2、选择液压油粘度慢速、高压、高温:μ大(以↓△q)快速、低压、低温:μ小(以↓△p)第二节液体静力学静止液体:指液体内部质点之间没有相对运动,以至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。液体的压力:液体

4、单位面积上所受的法向力,物理学中称压强,液压传动中习惯称为压力静止液体特性:(1)垂直并指向于承压表面(2)各向压力相等1、液体静力学基本方程式物理意义:静止液体内任何一点具有压力能和位能两种形式,且其总和保持不变,即能量守恒,但两种能量形式之间可以相互转换绝对压力:以绝对零压为基准所测测压两基准;相对压力:以大气压力为基准所测        关系:绝对压力=大气压力+相对压力或相对压力(表压)=绝对压力-大气压力18/18      注  液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力;真空度=大气压力-绝对压力1、帕斯卡原理(静压传递原理)在密闭容器内

5、,液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点p=F/A  。液压系统的工作压力取决于负载,并且随着负载的变化而变化。第三节流体动力学(一)基本概念:1、理想液体:既无粘性又不可压缩的液体定常流动(稳定流动、恒定流动):流动液体中任一点的p、u和ρ都不随时间而变化的流动一维流动:液体整个作线形流动2、流线--流场中的曲线;流管--由任一封闭曲线上的流线所组成的表面;流束--流管内的流线群3、通流截面:流束中与流线正交的截面,垂直于液体流动方向的截面A流量:单位时间内流过某通流截面的液体的体积q平均流速:通流截面上各点流速均匀分布(假想)υ∵q=V/t=A

6、l/t=Au液压缸的运动速度取决于进入液液压缸的流量,并且随着流量的变化而变化。(二)连续性方程--质量守恒定律在流体力学中的应用1、连续性原理:理想液体在管道中恒定流动时,根据质量守恒定律,液体在管道内既不能增多,也不能减少,因此在单位时间内流入液体的质量应恒等于流出液体的质量。2、连续性方程:ρ1υ1A1=ρ2υ2A2=q=常数结论:液体在管道中流动时,流过各个断面的流量是相等的,因而流速和过流断面成反比。(三)伯努利方程--能量守恒定律在流体力学中的应用1,能量守恒定律:理想液体在管道中稳定流动时,根据能量守恒定律,同一管道内任一截面上的总能量应

7、该相等。 2、理想液体伯努利方程   物理意义:在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量,即压力能、位能和动能。在流动过程中,三种能量可以互相转化,但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。3、实际液体伯努利方程∵实际液体具有粘性∴液体流动时会产生内摩擦力,从而损耗能量,故应考虑能量损失hw,并考虑动能修正系数α,则:  应用伯努利方程时必须注意的问题:(1)断面1、2需顺流向选取(否则hw为负值),且应选在缓变的过流断面上。(2)断面中心在基准面以上时,z取正值;反之取负值。通常选取特殊位置水平面作为基准面4,动量定理:作用在物体上的外力等于物

8、体单位时间内的动量变化量即∑F=dI/dt=d(mv)/dt考虑动量修正问题,则有:∴∑F=ρ

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