液压工作原理之--液压泵

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1、第3章液压流体力学基础§3.1流体静力学§3.2流体动力学§3.3流体流动时的压力损失§3.4孔口和缝隙流量§3.5液压冲击和空穴现象返回§3.1流体静力学1.液体的压力作用在液体上的力有两种，即质量力和表面力。与液体质量有关并且作用在质量中心上的力称为质量力，单位质量液体所受的力称为单位质量力，它在数值上等于重力加速度；与液体表面面积有关并且作用在液体表面上的力称为表面力，单位面积上作用的表面力称为应力。液体在单位面积上所受的内法向力简称为压力。在物理学中它被称为压强，但在液压与气压传动中则称为压力。它通

2、常用p来表示。静止液体的压力有如下重要性质：（1）液体的压力沿着内法线方向作用于承压面；（2）静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。由此可知，静止液体总是处于受压状态，并且其内部的任何质点都受平衡压力的作用。(短片)2.静止液体中的压力分布在重力作用下，密度为的液体在容器中处于静止状态，其外加压力为，在容器内任意深度h处的压力p的表达式为：p=p0+ρgh（3.3）式（3.3）是液体静力学基本方程式。由此可知，在重力作用下的静止液体，其压力分布有如下特点：（1）静止液体内任一点处的压力都由两部分组成

3、：一部分是液面上的压力p0，另一部分是该点以上液体自重所形成的压力，即g与该点离液面深度h的乘积。当液面上只受大气压力pa作用时，则液体内任一点处的压力为p=pa+ρgh（3.4）（2）静止液体内的压力p随液体深度h呈直线规律分布。（3）距液面深度h相同的各点组成了等压面，这个等压面为一水平面。3.压力的表示方法和单位压力有两种表示方法，即绝对压力和相对压力。以绝对真空为基准来进行度量的压力叫做绝对压力；以大气压为基准来进行度量的压力叫做相对压力。大多数测压仪表因受大气压的作用，所以，仪表指示的压力都是相

4、对压力。在液压与气压传动技术中，如不特别说明，所提到的压力均指相对压力。如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时，比大气压小的那部分数值叫做这点的真空度。压力的法定计量单位是Pa（帕），1Pa=1N/m2，1106Pa=1MPa（兆帕）。以前沿用过的和有些部门惯用的一些压力单位还有bar（巴）、at（工程大气压，即kgf/cm2）、atm（标准大气压）、mmH2O（约定毫米水柱）或mmHg（约定毫米汞柱）等。图3.3绝对压力、相对压力和真空度4.静止液体中的压力传递如图3.4所示密闭容器内的静止液体，

5、当外力F变化引起外加压力发生变化时，则液体内任一点的压力将发生同样大小的变化。即在密闭容器内，施加于静止液体上的压力可以等值传递到液体内各点。这就是静压传递原理，或称为帕斯卡原理。在图3.4中，活塞上的作用力F是外加负载，A为活塞横截面面积，根据静压传递原理，缸筒内的压力将随负载的变化而变化，并且各点处压力的变化值相等。在不考虑活塞和液体重力所引起压力变化的情况下，液体中的压力为：（3.7）由此可见，作用在活塞上的外负载越大，缸筒内的压力就越高。若负载恒定不变，则压力不再增高，这说明缸筒中的压力是由外界负载

6、决定的，这是液压传动中的一个基本概念。(短片)图3.4帕斯卡原理5.液体静压力作用在固体壁面上的力静止液体和固体壁面相接触时，固体壁面上各点在某一方向上所受静压作用力的总和，就是液体在该方向上作用于固体壁面上的力。固体壁面为一平面时，如不计重力作用（即忽略gh项），平面上各点处的静压力大小相等。作用在固体壁面上的力F等于静压力p与承压面积A的乘积，其作用力方向垂直于壁面，即：（3.8）当固体壁面为如图3.5中所示的曲面时，为求压力为p的液压油对液压缸右半部缸筒内壁在x方向上的作用力Fx，这时在内壁上取一微

7、小面积dA=lds=lrd（其中l和r分别为缸筒的长度和半径），则液压油作用在这块面积上的力dF的水平分量dFx为：图3.5液体静压力作用在固体壁面上的力液体静压力作用在固体壁面上的力(2/2)由此得液压油对缸筒内璧在x方向上的作用力为：式中Ax为缸筒右半部内壁在x方向上的投影面积，Ax=2rl。§3.2液体动力学1.基本概念(1)通流截面、流量和平均流速在流束中与所有流线正交的截面称为通流截面。在液压传动系统中，液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面即为通流截面，也称为过流断面。在单位时间内流过某一通

8、流截面的液体体积称为体积流量，简称为流量。流量以q来表示，单位为m3/s或L/min。由流量定义得，q=V/t，其中V是液体的体积，t是时间。当液流通过如图3.6(a)所示的微小通流截面dA时，液体在该截面上各点的速度u可以认为是相等的，所以流过该微小通流截面的流量为：dq=udA则流过整个通流截面A的流量为：图3.6流体流量和平均流速基本概念(2/3)实际上，对于流动的液体，由于粘性力的作用，在整个通流截面上各