第23章液壓與氣壓傳動

1、液壓與氣壓傳動液壓與氣壓傳動機械工程學(xué)院機械工程學(xué)院 王苗苗王苗苗2.12.1 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ) 2 2、1 1、1 1 液體的靜壓力及性質(zhì)液體的靜壓力及性質(zhì) 2 2、1 1、2 2 液體靜力學(xué)基本方程液體靜力學(xué)基本方程 2 2、1 1、3 3 壓力的表示方法及單位壓力的表示方法及單位 2 2、1 1、4 4 靜壓力傳遞原理靜壓力傳遞原理 2 2、1 1、5 5 靜壓力對固體壁面的作用力靜壓力對固體壁面的作用力液體的靜壓力定義液體的靜壓力定義靜止液體單位面積上所受的法向力，物理靜止液體單位面積上所受的法向力，物理學(xué)中稱壓強，液壓傳動中習(xí)慣稱壓力。學(xué)中稱壓強，液壓傳動中習(xí)慣稱壓力。A

2、Fp液體靜壓力特性液體靜壓力特性（1 1）液體靜壓力的方向總是作用面的內(nèi)法線方向）液體靜壓力的方向總是作用面的內(nèi)法線方向 液體在靜止狀態(tài)下不呈現(xiàn)粘性液體在靜止狀態(tài)下不呈現(xiàn)粘性 內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有 法向應(yīng)力法向應(yīng)力（2 2）靜止液體內(nèi)任一點的液體靜壓力在各個方向）靜止液體內(nèi)任一點的液體靜壓力在各個方向上壓力相等上壓力相等 有一向壓力不等，液體就會流動有一向壓力不等，液體就會流動 各向壓力必須相等各向壓力必須相等液體靜力學(xué)基本方程液體靜力學(xué)基本方程例：計算靜止液體內(nèi)任意點例：計算靜止液體內(nèi)任意點A A處的壓力處的壓力p p pdA = p pdA = p0 0dA

3、+G = pdA+G = p0 0dA+ghdAdA+ghdA p = p p = p0 0+gh +gh h GPP0AdA重力作用下靜止液體壓力分布特征重力作用下靜止液體壓力分布特征（1 1）靜止液體中任一點處的靜壓力由兩部分）靜止液體中任一點處的靜壓力由兩部分 液面壓力液面壓力p p0 0 組成組成 pp pa a p = p p = pa ap pp pa a p = 0 p = 0 （p pa a表示大氣壓）表示大氣壓）靜壓傳遞原理（帕斯卡原理）靜壓傳遞原理（帕斯卡原理）在密閉容器內(nèi)，液體表面的壓力在密閉容器內(nèi)，液體表面的壓力可等值傳遞到液體內(nèi)部所有各點?？傻戎祩鬟f到液體內(nèi)部所有各點

4、。 根據(jù)帕斯卡原理：根據(jù)帕斯卡原理： p = F/A p = F/A液體對固體壁面的作用力液體對固體壁面的作用力 作用在平面上的總作用力作用在平面上的總作用力 作用在曲面上的總作用力作用在曲面上的總作用力 作用在平面上的總作用力作用在平面上的總作用力作用在平面上的總作用力，忽略重力作用，作用在平面上的總作用力，忽略重力作用，作用在固體壁面上的力等于靜壓力與承壓面作用在固體壁面上的力等于靜壓力與承壓面的乘積，方向垂直于固體壁面，的乘積，方向垂直于固體壁面，即：即：F = pF = p A A 如：液壓缸，若設(shè)活塞直徑為如：液壓缸，若設(shè)活塞直徑為D,D,則則 F = p F = p A = pA

5、= p DD2 2/4 /4 作用在曲面上的總作用力作用在曲面上的總作用力 作用在曲面上的總作用力作用在曲面上的總作用力 F Fx x = p= p A Ax x結(jié)論：曲面在某一方向上所受的作用力，結(jié)論：曲面在某一方向上所受的作用力， 等于等于液體壓力與曲面在該方向的垂直投影面積之乘積。液體壓力與曲面在該方向的垂直投影面積之乘積。 F = p = p A = A = p p dd2 2/4 /4 2 2、2 2 液體動力學(xué)基礎(chǔ)液體動力學(xué)基礎(chǔ)目的任務(wù)：了解流動液體特性、傳遞規(guī)律目的任務(wù)：了解流動液體特性、傳遞規(guī)律 掌握動力學(xué)三大方程、流量和結(jié)論掌握動力學(xué)三大方程、流量和結(jié)論重點難點：流量與流速關(guān)

6、系及結(jié)論三大方程重點難點：流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程 及結(jié)論、物理意義及結(jié)論、物理意義2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念理想液體、恒定流動理想液體、恒定流動1 1 理想液體：理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體既無粘性又不可壓縮的液體2 2 恒定流動（穩(wěn)定流動、定常流動）：恒定流動（穩(wěn)定流動、定常流動）： 流動液體中任一點的壓力流動液體中任一點的壓力p p、速度、速度u u和和 密度密度 都不隨時間而變化流動都不隨時間而變化流動. .2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念 流線、流管和流束（流線、流管和流束（動畫演示動畫演示） 1 1 流線流線某一瞬時液流中各處質(zhì)點運動狀態(tài)的一某一瞬時

7、液流中各處質(zhì)點運動狀態(tài)的一 條條曲線條條曲線 2 2 流束流束通過某截面上所有各點作出的流線集合通過某截面上所有各點作出的流線集合 構(gòu)成流束構(gòu)成流束 3 3 通流截面通流截面流束中所有與流線正交的截面流束中所有與流線正交的截面 （垂直于液體流動方向的截面）（垂直于液體流動方向的截面）2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念流量和平均流速流量和平均流速流量流量單位時間內(nèi)流過某通流截面液體體積單位時間內(nèi)流過某通流截面液體體積q q dq dq = v/t = udA= v/t = udA整個過流斷面的流量：整個過流斷面的流量： q q = = A AudAudA平均流速平均流速通流截面上各點均勻分

8、布假想流速通流截面上各點均勻分布假想流速 q q = vA = vA = = A A udA udA v = q/A v = q/A液壓缸的運動速度液壓缸的運動速度 A v v = q/A q = 0 v = 0 v = q/A q = 0 v = 0q q q v q v q v q v 結(jié)論：液壓缸的運動速度取決于進入液壓結(jié)論：液壓缸的運動速度取決于進入液壓 缸的流量，并且隨著流量的變化而缸的流量，并且隨著流量的變化而 變化。變化。2.2.2 2.2.2 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 流量連續(xù)性方程流量連續(xù)性方程是是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用 連續(xù)性原理連續(xù)性原理

9、理想液體理想液體在管道中在管道中恒定流恒定流 動動時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律， 液體在管道內(nèi)既不能增多，液體在管道內(nèi)既不能增多， 也不能減少，因此也不能減少，因此單位時單位時 間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒 等于流出液體的質(zhì)量。等于流出液體的質(zhì)量。液體在管內(nèi)作恒定流動，液體在管內(nèi)作恒定流動，任取任取1、2兩個通流截面，兩個通流截面，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時間內(nèi)流過兩個截面的位時間內(nèi)流過兩個截面的液體質(zhì)量相等，即：液體質(zhì)量相等，即： 1v1 A1 = 2v2 A2 不考慮液不考慮液體的壓縮性則得體的壓縮性則得 q = v A = 常量常量流量

10、連續(xù)性方程說明了流量連續(xù)性方程說明了恒定流動中流過各截面的不可壓縮恒定流動中流過各截面的不可壓縮流體的流量是不變的。因而流速與通流截面的面積成反比流體的流量是不變的。因而流速與通流截面的面積成反比。伯努利方程 理想流體的伯努利方程理想流體的伯努利方程 p1 / + gZ1 + v12 / 2 = p2 / + gZ2 + v22 / 2在管內(nèi)作穩(wěn)定流動的理想流體具有在管內(nèi)作穩(wěn)定流動的理想流體具有壓力能，勢能和動壓力能，勢能和動能能三種形式的能量，它們可以互相轉(zhuǎn)換，但其三種形式的能量，它們可以互相轉(zhuǎn)換，但其總和不總和不變變，即能量守恒。，即能量守恒。伯努利方程是伯努利方程是能量守恒定律能量守恒定

11、律在流體在流體力學(xué)中的表達方式力學(xué)中的表達方式。液體在管內(nèi)作恒定流動，任取兩個液體在管內(nèi)作恒定流動，任取兩個截面截面1、2，有：，有：伯努利方程 實際流體的伯努利方程實際流體的伯努利方程 p1/+ gZ1+1v12/ 2 = p2 /+ gZ2+2 v22/ 2 + hw實際流體存在實際流體存在粘性粘性，流動時，流動時存在能量損失，存在能量損失，hw 為單位質(zhì)為單位質(zhì)量液體在兩截面之間流動的量液體在兩截面之間流動的能量損失。能量損失。用平均流速替代實際流速，用平均流速替代實際流速， 為動能修正系數(shù)。流速分布為動能修正系數(shù)。流速分布越不均勻，越不均勻， 值越大值越大伯努利方程應(yīng)用舉例 如圖示簡易

12、熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬頭。如圖示簡易熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬頭。已知已知 A1=A2/4 和和A1、h值，問冷水管內(nèi)流量達到多少時才值，問冷水管內(nèi)流量達到多少時才能抽吸熱水？能抽吸熱水？解：沿冷水流動方向列解：沿冷水流動方向列A1、A2截面的截面的伯努伯努 利方程利方程 p1/ + v12/2 = p2/ + v22/2補充輔助方程補充輔助方程 p1 = pagh p2=pa v1A1=v2A2代入得代入得 gh+v12/2 = (v1/4)2/2 v1 = (32gh/15)1/2 q = v1A1= (32gh/15)1/2 A1動量方程 動量方程是動量定理在流體

13、力學(xué)中的具體應(yīng)用。作用在物動量方程是動量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。作用在物體上的力的大小等于物體在力作用方向上的動量的變化率。體上的力的大小等于物體在力作用方向上的動量的變化率。F = （m u）/t = q（u2 - u1）作用在液體控制體積上的作用在液體控制體積上的外力總和外力總和等于等于單位時間內(nèi)流出單位時間內(nèi)流出控制表面與流入控制表面的液體的動量之差控制表面與流入控制表面的液體的動量之差。應(yīng)用動量方程注意：應(yīng)用動量方程注意：F、u 是矢量是矢量；流動液體作用在固；流動液體作用在固體壁面上的力與壁作用在液體上的力體壁面上的力與壁作用在液體上的力大小相等、方向相大小相等、方向相反。反。2

14、.3 2.3 液體流動時的壓力損失液體流動時的壓力損失 層流和紊流層流和紊流層層 流：液體的流動是分層的，層與層之流：液體的流動是分層的，層與層之 間互不干間互不干擾擾 。紊流（湍流）：液體流動不分層，做混雜紊亂流紊流（湍流）：液體流動不分層，做混雜紊亂流動。動。2.3 2.3 液體流動時的壓力損失液體流動時的壓力損失 雷諾數(shù)雷諾數(shù)液體的流動狀態(tài)是層流還是湍流，可用雷諾數(shù)來液體的流動狀態(tài)是層流還是湍流，可用雷諾數(shù)來判別。判別。對于圓形管道雷諾數(shù)：對于圓形管道雷諾數(shù)： Re = dv/ Re = dv/ 非圓管道截面雷諾數(shù)：非圓管道截面雷諾數(shù)： Re = d Re = dHHv/v/ 水力直徑大

15、，液流阻力小，通流能力大。水力直徑大，液流阻力小，通流能力大。 臨界雷諾數(shù)：判斷液體流態(tài)依據(jù)臨界雷諾數(shù)：判斷液體流態(tài)依據(jù)ReReRe ReRe Rec c為紊流為紊流 沿程壓力損失（粘性損失）沿程壓力損失（粘性損失）定定 義義: :液體沿等徑直管流動時，液體沿等徑直管流動時，由于液體的由于液體的 粘性摩擦和質(zhì)粘性摩擦和質(zhì) 點點的相互擾動作用的相互擾動作用，而產(chǎn)生的壓，而產(chǎn)生的壓力損失。力損失。沿程壓力損失產(chǎn)生原因沿程壓力損失產(chǎn)生原因1 1 內(nèi)摩擦內(nèi)摩擦因粘性，液體分子間摩擦因粘性，液體分子間摩擦 2 2 外摩擦外摩擦液體與管壁間液體與管壁間 的摩擦的摩擦層流時的沿程壓力損失層流時的沿程壓力損失

16、 ：通流截面上的流速在半徑方向按通流截面上的流速在半徑方向按拋物線規(guī)律拋物線規(guī)律分布分布 。通過管道的流量通過管道的流量 q =(d 4/128l )p管道內(nèi)的平均流速管道內(nèi)的平均流速 v = (d 2/32l )p 沿程壓力損失沿程壓力損失 p=(64/Re)( l /d ) v 2 /2 =(l /d )v 2 /2 為沿程阻力系數(shù)，實際計算時對金屬管取為沿程阻力系數(shù)，實際計算時對金屬管取=75 / Re。沿程壓力損失沿程壓力損失沿程壓力損失沿程壓力損失紊流時的紊流時的沿程壓力損失沿程壓力損失 ： p =（l /d）v 2 /2 除了與雷諾數(shù)有關(guān)外，還與管道的粗糙度有除了與雷諾數(shù)有關(guān)外，還

17、與管道的粗糙度有關(guān)。關(guān)。 = f（Re，/ d ），為管壁的絕對粗糙度，為管壁的絕對粗糙度，/d 為相對粗糙度。為相對粗糙度。局部壓力損失局部壓力損失定義定義 : :液體流經(jīng)管道的液體流經(jīng)管道的彎頭、接彎頭、接頭、突變截面以及閥口濾網(wǎng)頭、突變截面以及閥口濾網(wǎng)等局部等局部裝置時，液流會產(chǎn)生裝置時，液流會產(chǎn)生旋渦旋渦，并發(fā)生，并發(fā)生強烈的紊動強烈的紊動現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生的損現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生的損失稱為局部損失。失稱為局部損失。局部壓力損失產(chǎn)生原因局部壓力損失產(chǎn)生原因 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：碰撞、旋渦（突變管、彎碰撞、旋渦（突變管、彎 管管) )產(chǎn)生附產(chǎn)生附加摩擦加摩擦 附加摩擦附加摩擦 ：只有：只有紊流

18、紊流時才有，是由于分子作橫時才有，是由于分子作橫向運動時產(chǎn)生的摩擦，即向運動時產(chǎn)生的摩擦，即速度分布規(guī)律改變速度分布規(guī)律改變，造，造成液體的附加摩擦。成液體的附加摩擦。 局部壓力損失局部壓力損失 整個液壓系統(tǒng)的總壓力損失整個液壓系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有的局部壓力損失之和。失和所有的局部壓力損失之和。p = p + p 用此公式計算系統(tǒng)壓力損失，要求相鄰兩局部用此公式計算系統(tǒng)壓力損失，要求相鄰兩局部障礙之間的距離障礙之間的距離大于管道內(nèi)徑的大于管道內(nèi)徑的10到到20倍倍?？卓诹鲃?在液壓元件特別是液壓控制閥中，在液壓元件特別是液壓控制閥中，對液流壓力、流對液流

19、壓力、流量及方向的控制通常是通過特定的孔口來實現(xiàn)的量及方向的控制通常是通過特定的孔口來實現(xiàn)的，它，它們對液流形成阻力，使其產(chǎn)生壓力降，其作用類似電們對液流形成阻力，使其產(chǎn)生壓力降，其作用類似電阻，稱其為阻，稱其為液阻液阻。“孔口流動孔口流動”主要介紹孔口的流量主要介紹孔口的流量公式及液阻特性。公式及液阻特性。薄壁小孔薄壁小孔 當(dāng)長徑比當(dāng)長徑比 l / d 0.5 時稱為薄壁小孔，一般時稱為薄壁小孔，一般 孔口邊緣都做成刃口形式?？卓谶吘壎甲龀扇锌谛问?。 當(dāng)液流經(jīng)過管道由小孔流出時，由于液體慣性作用，當(dāng)液流經(jīng)過管道由小孔流出時，由于液體慣性作用，使通過小孔后的液流使通過小孔后的液流形成一個收縮斷

20、面形成一個收縮斷面，然后再擴散，然后再擴散，這一收縮和擴散過程產(chǎn)生很大的能量損失。這一收縮和擴散過程產(chǎn)生很大的能量損失。 對孔前、對孔前、孔后通道斷面孔后通道斷面11、22列伯努利方程，其中的壓力損列伯努利方程，其中的壓力損失失包括突然收縮和突然擴大兩項損失包括突然收縮和突然擴大兩項損失。 薄壁小孔液流薄壁小孔液流 經(jīng)整理得到流經(jīng)薄壁小孔流量經(jīng)整理得到流經(jīng)薄壁小孔流量 q = CdAo(2p /)1/2 A0小孔截面積；小孔截面積；Cd流量系數(shù)，流量系數(shù)，Cd=CvCc Cv 稱為速度系數(shù)稱為速度系數(shù) ；Cc 稱為截面收縮系數(shù)。流量系數(shù)稱為截面收縮系數(shù)。流量系數(shù)Cd的大小一般由實驗確定，在液流

21、完全收縮的情況下，的大小一般由實驗確定，在液流完全收縮的情況下，當(dāng)當(dāng) Re105 時，可以認為是不變的常數(shù)，計算時按時，可以認為是不變的常數(shù)，計算時按 Cd= 0.610.63 選取選取 薄壁小孔因沿程阻力損失小，薄壁小孔因沿程阻力損失小，q 對油溫變化不敏感，因?qū)τ蜏刈兓幻舾?，因此此多被用作調(diào)節(jié)流量的節(jié)流器多被用作調(diào)節(jié)流量的節(jié)流器。細長孔細長孔當(dāng)長徑比當(dāng)長徑比 l / d 4 時，稱為細長孔。時，稱為細長孔。 流經(jīng)細長孔的流量流經(jīng)細長孔的流量 q =(d 4/128l )p 液流經(jīng)過細長孔的流量液流經(jīng)過細長孔的流量和孔前后壓差成正比，和孔前后壓差成正比，和液體粘度成反比和液體粘度成反比。流

22、量受液體。流量受液體溫度溫度影響較大。影響較大。 液壓沖擊液壓沖擊 在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)油路在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)油路突然關(guān)閉或換向突然關(guān)閉或換向時，會產(chǎn)生急劇的時，會產(chǎn)生急劇的壓力升高壓力升高，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。主要原因：主要原因：速度的急劇變化、高速運動工作部件的慣性力速度的急劇變化、高速運動工作部件的慣性力以及某些元件的反應(yīng)動作不夠靈敏。以及某些元件的反應(yīng)動作不夠靈敏。影響：引起系統(tǒng)振動、噪音、導(dǎo)致管道和某些元件的損壞。影響：引起系統(tǒng)振動、噪音、導(dǎo)致管道和某些元件的損壞。影響工作質(zhì)量，縮短使用壽命。影響工作質(zhì)量，縮短使用壽命。液壓沖擊的類型液壓沖擊的類型 管道閥門突然關(guān)

23、閉時的液壓沖擊管道閥門突然關(guān)閉時的液壓沖擊運動部件制動時產(chǎn)生的液壓沖擊運動部件制動時產(chǎn)生的液壓沖擊減少液壓沖擊的措施：減少液壓沖擊的措施：延長延長閥門關(guān)閉和運動部件制動換向的閥門關(guān)閉和運動部件制動換向的時間時間。限制限制管道流速及運動部件的管道流速及運動部件的速度速度。適當(dāng)增大管徑適當(dāng)增大管徑，以減小沖擊波的傳播速度。，以減小沖擊波的傳播速度。盡量縮短管道長度盡量縮短管道長度，減小壓力波的傳播時，減小壓力波的傳播時間。間。用用橡膠軟管或設(shè)置蓄能器橡膠軟管或設(shè)置蓄能器吸收沖擊的能量。吸收沖擊的能量?？昭ìF(xiàn)象空穴現(xiàn)象 空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象液壓系統(tǒng)中，某點液壓系統(tǒng)中，某點壓力低于液壓壓力低于液壓油液所在

24、溫度下的空氣分離壓油液所在溫度下的空氣分離壓時，原先溶于液體時，原先溶于液體中的空氣會中的空氣會分離分離出來，使液體出來，使液體產(chǎn)生大量的氣泡產(chǎn)生大量的氣泡，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象。當(dāng)壓力進一步減小低于這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象。當(dāng)壓力進一步減小低于液體的飽和蒸汽壓時，液體將迅速汽化，產(chǎn)生大液體的飽和蒸汽壓時，液體將迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸汽氣泡使空穴現(xiàn)象更加嚴重。量蒸汽氣泡使空穴現(xiàn)象更加嚴重?？昭ìF(xiàn)象多發(fā)空穴現(xiàn)象多發(fā)生在閥口和泵的吸油口。生在閥口和泵的吸油口。 空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象的危害空穴現(xiàn)象的危害： 大量氣泡使液流的大量氣泡使液流的流動特性變壞，造成流量流動特性變壞，造成流量和壓力不穩(wěn)定和壓力不

25、穩(wěn)定；氣泡進入高壓區(qū)，高壓會使氣；氣泡進入高壓區(qū)，高壓會使氣泡迅速崩潰，泡迅速崩潰，使局部產(chǎn)生非常高的溫度和沖擊使局部產(chǎn)生非常高的溫度和沖擊壓力，引起振動和噪聲壓力，引起振動和噪聲；當(dāng)附著在金屬表面的；當(dāng)附著在金屬表面的氣泡破滅時，局部產(chǎn)生的高溫和高壓會使金屬氣泡破滅時，局部產(chǎn)生的高溫和高壓會使金屬表面疲勞，時間一長會造成金屬表面的侵蝕、表面疲勞，時間一長會造成金屬表面的侵蝕、剝落，甚至出現(xiàn)海綿狀的小洞穴，這種剝落，甚至出現(xiàn)海綿狀的小洞穴，這種氣蝕作氣蝕作用會縮短元件的使用壽命，嚴重時會造成故障用會縮短元件的使用壽命，嚴重時會造成故障。減少氣穴現(xiàn)象的措施減少氣穴現(xiàn)象的措施 1、 減小減小閥孔前

26、后的閥孔前后的壓力降壓力降 2、盡量、盡量降低降低泵的泵的吸油高度吸油高度，減少吸油管道阻力。，減少吸油管道阻力。 3、各元件聯(lián)接處要密封可靠，、各元件聯(lián)接處要密封可靠，防止空氣進入防止空氣進入。 4、增強容易產(chǎn)生氣蝕的元件的機械強度。、增強容易產(chǎn)生氣蝕的元件的機械強度。第三章第三章 液壓工作介質(zhì)液壓工作介質(zhì)1 1、 液壓油的物理性質(zhì)液壓油的物理性質(zhì)2 2、 對液壓油的要求及對液壓油的要求及選用選用 液壓油的物理性質(zhì)液壓油的物理性質(zhì) 一一 液體的密度液體的密度 二二 液體的可壓縮性液體的可壓縮性 三三 液體的粘性液體的粘性 四四 其他性質(zhì)其他性質(zhì)液體的密度液體的密度密度密度單位體積液體的質(zhì)量單

27、位體積液體的質(zhì)量 =m/v kg/m =m/v kg/m3 3密度隨著溫度或壓力的變化而變化，密度隨著溫度或壓力的變化而變化，但變化不大，通常忽略，一般取但變化不大，通常忽略，一般取=900kg/m =900kg/m 3 3的大小。的大小。液體的可壓縮性液體的可壓縮性 液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)。液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)。可用體積壓縮系數(shù)可用體積壓縮系數(shù) 來表示。來表示。定義：定義： 體積為體積為VoVo的液體，當(dāng)壓力增大的液體，當(dāng)壓力增大p p時，體積減小時，體積減小v, v,則則液體在單位壓力液體在單位壓力變化下體積的相對變化量變化下體積的相對變化量。 = - = - V

28、 / VoV / Vop p （mm2 2/N/N）液體的體積壓縮系數(shù)物理意義液體的體積壓縮系數(shù)物理意義單位壓力所引起液體體積的變化單位壓力所引起液體體積的變化 p V p V為保證為保證 為正值，式中須加負號為正值，式中須加負號液體的體積彈性模數(shù)定義液體的體積彈性模數(shù)定義液體體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)液體體積壓縮系數(shù)的倒數(shù) K = 1/ K = 1/= - = - p Vo /p Vo /V V液體的體積彈性模數(shù)物理意義液體的體積彈性模數(shù)物理意義表示單位體積相對變化量所需要的壓力增量，表示單位體積相對變化量所需要的壓力增量，也即液體抵抗壓縮能力的大小。也即液體抵抗壓縮能力的大小。 一般認為油液不可壓

29、縮（因壓縮性很?。?，一般認為油液不可壓縮（因壓縮性很?。?，計算時取：計算時?。?k = k = （1.321.32）x10 x109 9 N/mN/m2 2 若分析動態(tài)特性或若分析動態(tài)特性或p p變化很大的高壓系統(tǒng)變化很大的高壓系統(tǒng), ,則則必須考慮壓縮性。必須考慮壓縮性。液體的粘性液體的粘性 液體在液體在外力外力作用下流動時作用下流動時, ,由于液由于液體體分子間的內(nèi)聚力分子間的內(nèi)聚力和液體和液體分子與壁面間分子與壁面間的附著力的附著力, ,導(dǎo)致液體分子間相對運動而導(dǎo)致液體分子間相對運動而產(chǎn)生的產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力, ,這種特性稱為粘性這種特性稱為粘性. . 液體液體只有在流動只有在流動時

30、才表現(xiàn)出粘性，時才表現(xiàn)出粘性，靜止液體是不呈現(xiàn)粘性的。靜止液體是不呈現(xiàn)粘性的。液體的粘性粘性使流動液體內(nèi)部各液層間粘性使流動液體內(nèi)部各液層間的的速度不等速度不等。物體流動時相鄰層間的內(nèi)摩擦物體流動時相鄰層間的內(nèi)摩擦力力F F與液層間的接觸面積與液層間的接觸面積A A和液和液層間的相對運動速度層間的相對運動速度dudu成正比，成正比，而與液層間的距離而與液層間的距離dydy成反比。成反比。 比例常數(shù)，稱為粘性比例常數(shù)，稱為粘性系數(shù)或系數(shù)或粘度粘度；dyduAFdyduAF單位面積上的內(nèi)摩擦力為：單位面積上的內(nèi)摩擦力為：粘粘 度度 常用的粘度有三種：動力粘度、運動粘度、相對粘度比例系數(shù)代表著摩擦力的一種物理性質(zhì)粘性，我們稱為動力粘度（絕對粘度），是直接表示液體內(nèi)摩擦力大小的物理量。單位為Pa.s。=F/A=du/dy（N