第1章流体力学基础部分ppt课件.ppt

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1、第一节工作介质一、液体的密度密度：单位体积液体的质量ρ=m/V（kg/m3）密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略，一般取ρ=900kg/m3的大小。二、液体的粘性（一）粘性的物理本质液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性。或:流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质液体粘性示意图第一章流体力学基础部分内摩擦力表达式:Ff=μAdu/dy牛顿液体内摩擦定律:液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度成正比。du/dy变化时,μ值不变的液体液压油均可看作牛顿液体

2、∵液体静止时，du/dy=0∴静止液体不呈现粘性（二）粘度：粘性大小的衡量1、动力粘度μ∵τ=Ff/A=μ·du/dy（N/m2）∴μ=τ·dy/du（N·s/m2）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内摩擦力单位：国际单位（SI制）中为帕·秒（Pa·s）或牛顿·秒/米2（N·s/m2）；以前沿用单位：（CGS制）中为泊（P）、厘泊（CP）、达因·秒/厘米2（dyn·s/cm2）换算关系：1Pa·s=10P=103CP2、运动粘度ν：动力粘度与液体密度之比值公式：ν=μ/ρ（m2/s）物理意义：无（只是因为μ/ρ在流体力学计算中经常出现）∴用ν

3、代替（μ/ρ）单位：SI制：m2/sCGS制：St（斯）、CSt（厘斯）换算关系：1m2/s=104St=106CSt∵单位中只有长度和时间的量纲，类似运动学的量。∴称运动粘度，常用于液压油牌号标注老牌号20号液压油，指这种油在50°C时的平均运动粘度为20CSt。新牌号L--HL32号液压油，指这种油在40°C时的平均运动粘度为32CSt。∵μ、ν不易直接测量，只用于理论计算∴常用相对粘度3、相对粘度（条件粘度）恩氏度0E：中国、德国、前苏联等用赛氏秒SUS：美国用雷氏秒R：英国用巴氏度0B：法国用恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系：ν=（7.310E–6.31/0

4、E）×10-6m2/s三、液体的可压缩性可压缩性:液体受压力作用而发生体积缩小性质1、液体的体积压缩系数（液体的压缩率）定义：体积为V的液体，当压力增大△p时，体积减小△V,则液体在单位压力变化下体积的相对变化量公式:κ=-1/△p×△V/V0κ=（5～7）×10-10m2/N物理意义：单位压力所引起液体体积的变化∵p↑V↓∴为保证κ为正值，式中须加一负号。2、液体的体积弹性模数定义:液体压缩系数的倒数公式：K=1/κ=-△pV/△V物理意义：表示单位体积相对变化量所需要的压力增量，也即液体抵抗压缩能力的大小。一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时取：K=（0

5、.7～1.4）×103MPa若分析动态特性或p变化很大的高压系统，则必须考虑四、其他性质1、粘度和压力的关系∵p↑，Ff↑，μ↑∴μ随p↑而↑，压力较小时忽略，50MPa以上影响趋于显著2、粘度和温度的关系∵温度↑，Ff↓，μ↓∴粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性较好，常用粘度指数VI来度量，VI高，说明粘—温特性好。五、对液压油的要求及选用工作介质:传递运动和动力液压油的任务润滑剂:润滑运动部件冷却、去污、防锈1、对液压油的要求（1）合适的粘度和良好的粘温特性；（2）良好的润滑性；（3）纯净度好，杂质少；（4）对系统所用金属及密封件材

6、料有良好的相容性。（5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长；（6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；（7）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。（凝点:油液完全失去其流动性的最高温度）（8）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜总之：粘度是第一位的2、液压油的选择液压油的类型：机械油、精密机床液压油、气轮机油和变压器油首先根据工作条件和元件类型选择油液品种，然后根据粘度选择牌号，一般根据液压泵的要求来确定介质粘度1、选择液压油品种2、选择液压油粘度慢速、高压、高温：μ大（以↓△q）通常快速、低压、低温：μ小（以↓△p）第二

7、节液体静力学研究内容：研究液体处于静止状态的力学规律和这些规律的实际应用。静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，以至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。1.2.1液体的压力定义：液体单位面积上所受的法向力，物理学中称压强，液压传动中习惯称为压力特性：（1）垂直并指向于承压表面∵液体在静止状态下不呈现粘性∴内部不存在切向剪应力而只有法向应力（2）各向压力相等∵有一向压力不等，液体就会流动∴各向压力必须相等1.2.2静止液体中的压力分布1、液体静力学基本方程式质量力（重力、惯性力）作用于液体的所有质点作用于液体上的力表面力（法向力、切向力、或其它物体或其它容