管路內(nèi)力學(xué)性能分析

1、第二章 液壓流體力學(xué)一、油液的主要物理性質(zhì)液體流動(dòng)時(shí)其內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力的性質(zhì)。液體流動(dòng)時(shí)其內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力的性質(zhì)。液體只有在流動(dòng)時(shí)才呈現(xiàn)黏性，靜止液體不呈現(xiàn)黏性。液體只有在流動(dòng)時(shí)才呈現(xiàn)黏性，靜止液體不呈現(xiàn)黏性。 u動(dòng)力黏度動(dòng)力黏度u運(yùn)動(dòng)黏度運(yùn)動(dòng)黏度u條件黏度條件黏度 溫度溫度 油液的溫度升高時(shí)，黏度明顯下降，這一性質(zhì)稱為黏溫特性。油液的溫度升高時(shí)，黏度明顯下降，這一性質(zhì)稱為黏溫特性。壓力壓力 油液所受壓力增大時(shí)，黏度會(huì)隨著增大。油液所受壓力增大時(shí)，黏度會(huì)隨著增大。 液體受壓力作用而發(fā)生體積變化的性質(zhì) 體積壓縮率:01VVp體積變化初始體積壓力變化VpVK01體積彈性模量K二、流體的靜力學(xué)液體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)

2、間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)、不呈現(xiàn)黏性的液體流體靜力學(xué)是研究平衡流體的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用流體靜力學(xué)是研究平衡流體的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用 由于平衡流體之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流體的粘性不起作用。所以，流體靜力學(xué)中所得出的結(jié)論，對(duì)于理想流體和粘性流體都適用。理論不需要實(shí)驗(yàn)修正。 作用于液體上的力有質(zhì)量力和表面力。 表面力按其作用方向可分為兩種：沿表面內(nèi)法線方向的壓力、沿表面內(nèi)法線方向的壓力、沿表面切向的摩擦力沿表面切向的摩擦力。 對(duì)于處于平衡狀態(tài)的流體，切向摩擦力為零，只有沿受壓面內(nèi)法線方向的流體靜壓力。)(lim0PadAdFAFpA若法向力均勻地作用在面積上 重力場(chǎng)中連續(xù)、均質(zhì)、不可壓縮流體的靜壓強(qiáng)基本方程式：ghpzz

3、gpp000)(流體靜壓強(qiáng)基本方程式表明：靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的靜壓力等于作用在液面上的壓力p。和液體受重力所產(chǎn)生的壓力gh 之和。當(dāng)液面與大氣壓接觸時(shí)，p0為大氣壓力Pa。同一容器內(nèi)，液體靜壓力隨著距離液面深度的增加按線性規(guī)律增加。同一容器內(nèi)，離液面深度相同的所有各點(diǎn)壓力都相等。 等壓面：壓力相同點(diǎn)組成的面叫作等壓面真空度真空度:當(dāng)壓力比當(dāng)?shù)卮髿鈮旱蜁r(shí)，流體壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮旱牟钪捣Q為真空度。以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽橛?jì)算標(biāo)準(zhǔn)表示的壓力。也稱為計(jì)示壓強(qiáng)、表壓強(qiáng)也稱為計(jì)示壓強(qiáng)、表壓強(qiáng)相對(duì)壓力：相對(duì)壓力：絕對(duì)壓力：絕對(duì)壓力： 以絕對(duì)真空為起點(diǎn)表示的壓力。當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)，真空度=當(dāng)?shù)卮髿鈮?絕對(duì)壓力相對(duì)

4、壓力絕對(duì)壓力大氣壓力壓力的表示壓力的表示 因?yàn)橐驗(yàn)锳1A2A1A2，所以，所以FWFW。即在小。即在小活塞上加較小的力，就可使大活活塞上加較小的力，就可使大活塞頂起較大的重物塞頂起較大的重物帕斯卡原帕斯卡原理是一個(gè)力的放大原理。理是一個(gè)力的放大原理。若若W=0W=0，則，則p2=p1=0p2=p1=0。即負(fù)載為。即負(fù)載為零時(shí)，系統(tǒng)壓力建立不起來。這零時(shí)，系統(tǒng)壓力建立不起來。這說明液壓系統(tǒng)中的工作壓力取決說明液壓系統(tǒng)中的工作壓力取決于負(fù)載。于負(fù)載。 u壁面為平面時(shí)，液體作用在平面上的力F等于液體壓力p與承壓面積A之乘積。即： F=F=pApA u壁面為曲面時(shí)，曲面在n方向上（任意方向）所受的作用

5、力Fn等于液體壓力P與曲面沿n方向上的投影面積An之乘積。即 Fn=Fn=pApAn n 理想液體：既無粘性，又無壓縮性的理想液體。穩(wěn)定流動(dòng)：液體流動(dòng)時(shí)，若其中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化。 流量： 單位時(shí)間內(nèi)流過某過流斷面的液體體積。平均流速: 截面上所有各點(diǎn)實(shí)際流速的平均值。層流：流體質(zhì)點(diǎn)間無宏觀的相互摻混、流線有條不紊、層次分明的流動(dòng)。湍流：流體質(zhì)點(diǎn)間互相摻混作無層次流動(dòng)，而且流體中任一質(zhì)點(diǎn)的速度、壓力等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的大小或方向隨時(shí)間作不規(guī)則變化的流動(dòng)。雷諾數(shù) ：三、液體動(dòng)力學(xué)方程 Revd 1122v Av A= =常數(shù)常數(shù) 液體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流過各截面的流量相等液體

6、在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流過各截面的流量相等流速與過流面積成反比，即管粗處流速低，管細(xì)處流速流速與過流面積成反比，即管粗處流速低，管細(xì)處流速高高在密閉管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的理在密閉管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的理想液體，具有壓力能、勢(shì)能和想液體，具有壓力能、勢(shì)能和動(dòng)能，三種能量之間可以相互動(dòng)能，三種能量之間可以相互轉(zhuǎn)換，但總和為一常數(shù)。轉(zhuǎn)換，但總和為一常數(shù)。 四、管路內(nèi)的壓力損失 沿程壓力損失沿程壓力損失：液體在等徑直管中流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)液體在等徑直管中流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn) 生的損失。生的損失。局部壓力損失：局部壓力損失：由于管道的截面突然變化，液流方向改由于管道的截面突然變化，液流方向改 變或其它形式的液流阻力而引起的損失。變或其它形式的液流阻力而引起的損失。22vdlpl22vpm 管路總壓力損失或2222vvdlpppml gvgvdlhhhmlf2222 在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因，液體壓力在一瞬間突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊液壓沖擊。 在流動(dòng)的液體中，因某點(diǎn)處的壓力低于空氣分離壓而使液體產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，稱為空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象。五、液壓沖擊和空穴現(xiàn)象 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生氣穴后，氣泡隨油液流至高