(工学)液压流体力学基础

《(工学)液压流体力学基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章液压流体力学基础液体静力学液体动力学管道中液流的特性孔口和缝隙液流气穴现象液压冲击流体力学：是研究液体平衡和运动的力学规律的一门学科3.1液体静力学液体静力学研究静止液体的力学规律和这些规律的实际应用。这里所说的静止液体是指液体内部质点间没有相对运动，因此液体不显示粘性。一、压力及其性质质量力（重力、惯性力）表面力（法向力、切向力）单位质量液体所受的质量力称为单位质量力，数值上等于加速度。质量力作用于液体的所有质点。静止液体内部无切向应力（即粘性力），只有法向应力（即压力）。液体静压力的定义：静止液体在单位面积上所受的法向应力在液压传动中称为压力，在物理学中则称为压强。若法向力

2、F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为：3.1液体静力学3.1液体静力学液体静压力的特性：液体静压力垂直于承压面,其方向和该面的内法线方向一致。静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等。如果液体中某一点所受到的各个方向的压力不相等，那么在不平衡力作用下，液体就要流动，这样就破坏了液体静止的条件二、重力作用下静止液体压力分布液体静压力基本方程式中：ρgh△A为小液柱的重力ρ—液体的密度上式化简后得：p=p0+ρghp·△A=p0·△A+ρgh·△A3.1液体静力学静止液体中任意点的静压力是液体表面上的压力和液柱重力所产生的压力之和。同一容器同一液体中的静压力随着深度h的增加线性地增

3、加。3.1液体静力学液体静压力基本方程p=p0+ρgh反映了在重力作用下静止液体中的压力分布规律。离液面深度相同处各点的压力均相等，压力相等的点组成的面叫等压面。液体静压力基本方程的另一形式p=p0+ρgh=p0+ρg(z0-z)3.1液体静力学即物理意义：静止液体内任何一点具有压力能和位能两种能量形式，且其总和保持不变，即能量守恒。压力能位能zz0p液体静压力基本方程应用例1：如图所示容器内盛油液。已知油的密度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=1×10-3m2，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？解:活塞与液体接触面

4、上的压力均匀分布，有3.1液体静力学从上例可以看出，液体在受外界压力作用的情况下，液体自重所形成的那部分压力gh相对甚小，在液压系统中常可忽略不计，因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。以后我们在分析液压系统的压力时，一般都采用这种结论。3.1液体静力学三、压力的表示方法3.1液体静力学=高于大气压的部分pu=gh等于大气压力+相对压力=大气压力-绝对压力法定单位:牛顿/米2(N/m2)即帕（Pa）1MPa=106Pa单位换算:1Bar=105Pa=0.1MPa1工程大气压（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）≈105帕=0.1MPa1米水柱（mH20）=9.8×103P

5、a1毫米汞柱（mmHg）=1.33×102Pa压力的计量单位3.1液体静力学四、帕斯卡原理（静压传递原理）密封容器内的液体，其外加压力p0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化。也就是说，在密封容器内，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体中所有各点，这就是帕斯卡原理或静压传递原理。3.1液体静力学17世纪帕斯卡原理（静压传递原理）3.1液体静力学根据帕斯卡原理和静压力的特性，液压传动不仅可以进行力的传递，而且还能将力放大和改变力的方向。实例如果垂直液压缸的活塞上没有负载，即F1=0，则当略去活塞重量及其他阻力时，不论怎样推动水平液

6、压缸的活塞也不能在液体中形成压力。这说明液压系统中的压力是由外界负载决定的，这是液压传动的一个基本概念。3.1液体静力学五、液体静压力对固体壁面的作用力当承受压力的固体壁面为平面F=p.A当承受压力的固体壁面为曲面Fx=p.Ax3.1液体静力学pAAxpx例：某安全阀阀心为圆锥形，阀座孔d=10mm，阀心最大直径D=15mm。当油液压力p1=8MPa时，压力油克服弹簧力顶开阀心而溢流，出油腔有背压p2=0.4MPa。试求阀内弹簧的预紧力。解：阀心受p1作用向上的力为：阀心受p2作用向下的力为：阀心受力平衡方程式：3.1液体静力学小结液体静压力及其特性静压力基本方程及其应用压力的表示方

7、法相对压力、绝对压力、真空度帕斯卡原理研究内容:研究液体运动和引起运动的原因，即研究液体流动时流量(流速)和压力之间的关系（或液压传动两个基本参数的变化规律）主要讨论:动力学三个基本方程连续方程、能量方程、动量方程3.2液体动力学理想液体：是一种假想的没有粘性、不可压缩的液体。实际液体：则既有粘性又可压缩。恒定流动（稳定流动、定常流动）指液体运动参数仅是空间坐标的函数，不随时间的变化，即在任何时间内，通过空间某一固定点的各液体质点的速度、压力和密度等参数都