小孔流量特性课件.ppt

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1、2、5液体流经孔口和缝隙流量—压力特性2、6液压冲击和气穴现象目的任务了解流量公式、特点、两种现象产生原因掌握薄壁孔流量公式及通用方程、两种现象危害及消除2、5液体流经孔口和缝隙流量—压力特性2、6液压冲击和气穴现象重点难点1薄壁小孔流量公式及特点2流量通用方程及各项含义3平行平板缝隙和偏心圆环缝隙流量公式之结论4两种现象危害及消除方法2、5液体流经孔口和缝隙流量—压力特性2、6液压冲击和气穴现象提问作业1动力学三大方程各是什么？分别是刚体力学中哪些定律在流体力学中的具体应用?2液压传动中液体的流态和压力损失有哪几种？其判

2、别方法和产生原因各是什么？3液压传动油管中为何种流态？产生什么损失?2、5液体流经孔口及缝隙流量—压力特性2、6液压冲击和空穴现象2、5、1小孔流量—压力特性2、5、2液体流经缝隙流量—压力特性液体流经孔口及缝隙的流量—压力特性概述：孔口和缝隙流量在液压技术中占有很重要的地位，它涉及液压元件的密封性，系统的容积效率，更为重要的是它是设计计算的基础，因此：小孔虽小（直径一般在1mm以内），缝隙虽窄（宽度一般在0、1mm以下），但其作用却不可等闲视之。2、5、1小孔流量——压力特性薄壁小孔流量压力特性短孔和细长孔的流量压力特性

3、流量通用方程小孔流量——压力特性薄壁小孔l/d≤0·5孔口分类<细长小孔l/d>4短孔0、5

4、√2/ρ△p=CqAT√2△p/ρCq=CvCcCc=A2/AT=d22/d2A=πd2/4液流完全收缩情况下（D/d≥7）：当Re≤105Cq=0、964Re-0、05当Re>105Cc=0.61∽0.63Cv=0.97∽0.98Cq=0.6∽0.62液流不完全收缩时（D/d<7），查表2、5、1薄壁小孔流量压力特性结论：∵q∝√△p，与μ无关。∴流过薄壁小孔的流量不受油温变化的影响。短孔和细长孔的流量压力特性短孔：q=CqAT√2△p/ρCq可查图2、5、2细长孔：q=πd4△p/128μl=πd2△p/32μl=CA

5、△p结论：∵q∝△p反比于μ∴流量受油温变化影响较大（T↑μ↓q↑）流量通用方程∵薄壁孔：q=CqAT√2△p/ρ=Cq√2/ρAT√△p短孔：q=CqAT√2△p/ρ=Cq√2/ρAT√△p细长孔：q=πd4△p/128μl=1/32μlπd4/4△p∴流量通用方程：q=CAT△pф液体流经缝隙的流量—压力特性平面缝隙常见缝隙<环状缝隙压差流动缝隙流动状况<剪切流动压差流动固定平行平板缝隙流量压力特性如图2、5、3：设缝隙度高为δ，宽度b,度为l,两端压力为p1、p2其压差为ΔP，从缝隙中取一微小六面体，左右两端所受压力

6、为p和p+dp，上下两侧面所受摩擦切应力为τ+dτ和τ，则在水平方向受力平衡方程为：pbdy+(τ+dτ)bdx=(p+dp)bdy+τbdx整理后得：dτ/dy=dp/dx动画演示压差流动固定平行平板缝隙的流量压力特性∵τ=μ·du/dy∴d2u/dy2=1/μ·dp/dx上式对y两次积分得：u=dp/dx·y2/2μ+C1y+C2由边界条件：当y=0,u=0y=δ,u=u0则有：C1=-δdp/dx/2μ,C2=0此外，在缝隙液流中，压力沿x方向变化率dp/dx是一常数，有:dp/dx=p2-p1/l=-(p1-p2)

7、/l=-△p/lu=(δ-y)y·△p/2μl故q=∫0hubdy=b∫0h△p·(δ-y)ydy/2μl=bδ3△p/12μl压差流动固定平行平板缝隙流量压力特性结论：在压差作用下，通过固定平行平板缝隙的流量与缝隙高度的三次方成正比，这说明，液压元件内缝隙的大小对其泄漏量的影响是很大的。相对运动平行平板缝隙流量压力特性相对运动平行平板缝隙（见图2、5、4）剪切流动时：q=vbδ/2压差与剪切流动时：q=bδ3△p/12μl±vbδ/2剪切与压差流动方向一致时，取正号<剪切与压差流动方向相反时，取负号液体流经环形缝隙的流量

8、压力特性液压缸缸筒与活环形缝隙<阀芯与阀孔同心分类<偏心同心环形缝隙流量如图2、5、5：设圆柱体直径为D，缝隙厚度为δ，缝隙长度为l,若沿圆周展开，相当于平行平板缝隙，b=πD∴q=πDδ3△p/12μl±πDδv/2当相对速度V=0时，其流量公式为：q=πDδ3·△p/12μl偏心环形缝隙流量设偏心距