液压与气动技术 教学课件 ppt 作者 第一版 张雅琴ppt 液压流体力学基础.ppt

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1、§2.1液压油§2.2流体静力学§2.3流体动力学§2.4管路中液体的压力损失§2.5液体流经孔口及缝隙的流量—压力特性§2.6液压冲击及气穴现象第2章液压流体力学基础2.1液压油2.1.1液压油的物理性质——液体的密度作用：一般为矿物油，不仅是液压系统传递能量的工作介质，而且还起润滑、冷却和防锈的作用。定义：液体单位体积内的质量称为密度，通常用“ρ”表示。公式：ρ=m/V(Kg/m3)式中：m——液体质量(Kg)；V——液体体积（m3)。特性：液压油的密度随压力的增加而加大，随温度的升高而减小，一般情况

2、下，由压力和温度引起的这种变化都较小，可将其近似地视为常数。2.1液压油2.1.1液压油的物理性质——液体的粘性定义：液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力会阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。这一特性称作液体的粘性。粘性的大小用粘度表示，粘性是液体重要的物理特性，也是选择液压油的主要依据。粘性使流动液体内部各液层间的速度不等。（如下图所示）2.1液压油2.1.1液压油的物理性质——液体的粘性牛顿的液体内摩擦定律：液体流动时相邻液层间的内摩擦力F与液层间的接触面积A和液层间的相对运动速度du成正比，而

3、与液层间的距离dy成反比。式中：μ——比例常数，称为粘性系数或粘度；du/dy——速度梯度。如以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则:牛顿液体：在流体力学中，把粘性系数不随速度梯度变化而发生变化的液体称为牛顿液体，反之称为非牛顿液体。除高粘度或含有特殊添加剂的油液外，一般液压油均可视为牛顿液体。粘度是衡量流体粘性的指标：常用的粘度有动力粘度、运动粘度和相对粘度。2.1液压油2.1.1液压油的物理性质——液体的粘性动力粘度μ：物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度

4、又称绝对粘度。运动粘度ν：动力粘度μ与液体密度ρ之比。在SI中，动力粘度μ的单位为Pa·s（帕秒）或N·s/m。在CGS中，μ的单位为dyn·s/cm2，又称P（泊）。1Pa·s=10P=103cP（厘泊）。在SI中，运动粘度ν的单位为m2/s。在CGS中，v的单位为cm2/s，又称为St（斯）。1m2/s=104St=106cst（厘斯）。相对粘度°Et：动力粘度μ与液体密度ρ之比。恩氏粘度用思氏粘度计的方法是：将200ml温度为t(以℃为单位)的被测液体装入粘度计的容器，经其底部直径为2.8mm的小孔

5、流出，测出液体流尽所需时间tl，再测出200ml温度为20℃的蒸馏水在同一粘度计中流尽所需时间t2；这两个时间的比值即为被测液体在温度t下的恩氏粘度，即:恩氏粘度和运动粘度的换算关系式为：2.1液压油2.1.1液压油的物理性质——液体的可压缩性定义：液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。式中：V0——液体的体积；△p——液体压力变化量；△V——液体体积减小量液体的可压缩性很小，在很多情况下可以忽略不计。但受压液体体积较大或进行液压系统动态分析时，必须考虑液体的可压缩性。常用液压油的压缩系数K=

6、（5～7）×10-10m／N。液压油的体积弹性模数为（1.4～1.9）×109N／m。体积压缩系数k：单位压力变化下的液体体积的相对变化量。体积弹性模数K：液体的压缩系数k的倒数。2.1液压油2.1.1液压油的物理性质——粘度与压力的关系和粘温特性粘度与压力的关系：液体分子间的距离随压力增加而减小，内聚力增大，其粘度也随之增大。当压力不高且变化不大时，压力对粘度的影响较小，一般可忽略不计。当压力较高（大于107Pa）或压力变化较大时，需要考虑这种影响。粘温特性：度变化对液体的粘度影响较大，液体的温度升高其

7、粘度下降。液体粘度随温度变化的性质称为粘温特性。2.1液压油2.1.2对液压油的要求合适的粘度和良好的粘温特性。一般液压系统用油粘度为:v=（11.5～41.3）×10-6m2／s或（2～5.8）°E50；润滑性能好；纯净度好，杂质少；对热、氧化、水解都有良好的稳定性，使用寿命长；对液压系统所用金属及密封件材料等有良好的相容性；抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流动点和凝固点低。2.1液压油2.1.3液压油的选用液压系统通常采用矿物油，常用的有机械油、

8、精密机床液压油、汽轮机油和变压器油等。品种的选择：一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油的品种。粘度的选择：在确定油液粘度时主要应考虑系统工作压力、环境温度及工作部件的运动速度。当系统的工作压力、环境温度较高，工作部件运动速度较低时，为了减少泄漏，宜采用粘度较高的液压油。当系统工作压力、环境温度较低，而工作部件运动速度较高时，为了减少功率损失，宜采用粘度较低的液压油。当选购不到合适粘度的液压油时，可采用调和的方法