液压流体力学基础(II)

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1、第2章液压流体力学基础本章主要学习内容工作介质液体静力学液体运动学和动力学管路压力损失分析小孔流量液压冲击和气穴现象湖南工程学院——液压与气压传动本章学习目标了解液压油的物理性质、粘温关系掌握液体静压力基本方程和伯努利方程的应用掌握管路内压力损失的计算方法了解液压冲击和气穴现象液体粘性、静压特性静力学基本方程、流量与流速的关系连续性方程和伯努利方程重点难点湖南工程学院——液压与气压传动2.1工作介质液压工作介质的功能：（1）传递能量（2）润滑液压元件，减少摩擦和磨损。（3）散热。（4）防止锈蚀。（5）分离和沉淀非可溶性污染物。湖南工程学院——液压与气压传动液压工作介质的种类按

2、抗燃烧特性可分为两大类：一类为矿物油系；一类为不燃或难燃油系。大多数设备的液压系统采用是矿物油系。液压传动中广泛采用石油基液压油作为工作液体，特殊情况下可采用抗燃液压油。不燃或难燃油系可分为水基液压油和合成液压油两种。常用的液压油种类见表2－1。2.1.1工作介质使用种类和要求湖南工程学院——液压与气压传动表2-1液压系统工作介质分类分类名称代号组成和特性应用石油型精致矿物油L－HH无抗氧剂循环液压油，低压液压系统普通液压油L－HLHH油，并改善其防锈和抗氧性一般液压系统抗磨液压油L－HMHL油，并改善其抗磨性低、中、高液压系统，特别适合于有防磨要求带叶片泵的液压系统低温液压

3、油L－HVHM油，并改善其粘温特性能在-20～-40℃的低温环境中工作.用于户外工作的工程机械和船舶设备的液压系统高粘度指数液压油L－HRHL油，并改善其粘温特性粘温特性优于L－HV油，用于数控机床液压系统和伺服系统液压导轨油L－HGHM油，并具有粘-滑特性适用于导轨和液压系统共用一种油品的机床，对导轨有良好的润滑性和防爬行其它液压油加入多种添加剂用于高品质的专用液压系统乳化型水包油乳化液L－HFAE需要耐燃液的场合油包水乳化液L－HFB合成型水－乙二醇液L－HFC磷酸酯液L－HFDR2.1.1工作介质使用种类和要求湖南工程学院——液压与气压传动2.1.1工作介质使用种类和要

4、求L-HL-68：L代表润滑剂类，H代表液压油，L代表防锈、抗氧化型，最后的数字代表运动粘度。1.石油基液压油成分：精制矿物油+抗氧、抗腐、抗泡、防锈等添加剂(1)L-HL液压油(又名普通液压油)：液压油采用统一的命名方式如下:类—品种—数字当前我国供需量最大的主品种，用于一般液压系统，但只适于O℃以上的工作环境。其牌号有：HL-32、HL-46、HL-68。湖南工程学院——液压与气压传动2.1.2工作介质的物理性质2、可压缩性和膨胀性膨胀性:液体受温度的影响而使体积发生变化的性质。可压缩性:液体受压力的作用而使体积发生变化的性质。密度随液体温度或压力的变化，但这种变化量不大

5、，在实际使用中可认为不受温度和压力的影响,一般取ρ=900kg/m3的大小。kg/m31、密度液体的密度:单位体积的液体质量。湖南工程学院——液压与气压传动2.1.2工作介质的物理性质体积压缩系数:液体在单位压力变化下的体积相对变化量。体积弹性模量:液体体积压缩系数的倒数，简称体积模量。单位：Pa体积模量K物理意义：表示液体产生单位体积相对变化量时所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。一般液压油的体积模量K＝（1.4~2)×103MPa。可压缩性是钢的100～150倍。但在实际使用中，油液中混有气体，在工程计算中常取液压油体积模量K＝0.7×103MPa左右。液体的体

6、积弹性模量与温度、压力有关。温度增大时，K值减小；压力增大时，K值增大。湖南工程学院——液压与气压传动2.1.2工作介质的物理性质液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响。湖南工程学院——液压与气压传动2.1.2工作介质的物理性质式中：是比例常数，称为粘性系数或动力粘度。液体粘性示意图3、粘性及其表示方法1）粘性的物理本质粘性：流体在外力作用下流动或有流动趋势时，液体内分子间的内聚力要阻止液体分子的相对运动，因而产生一种内摩擦力。实验测定指出，液体流动时相

7、邻液层间的内摩擦力Ff与液层接触面积A、液层间的速度梯度du/dy成正比。即：湖南工程学院——液压与气压传动2.1.2工作介质的物理性质液体的粘性大小可用粘度来表示。粘度的表示方法有：动力粘度μ、运动粘度ν、相对粘度。以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则动力粘度的物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上的内摩擦力。单位为Pa·s(1Pa·s=1N·s/m2)1Pa·s=10P（泊）=1000cP（厘泊）这就是牛顿的液体内摩擦定律。液体液体静止时，du/dy=0，不呈粘性。2）粘度