第八節(jié)液體在實際管路系統(tǒng)中的流動

第一篇液壓與氣壓傳動基礎(chǔ)第八節(jié)液體在實際管路系統(tǒng)中的流動液壓與氣壓傳動概述教學(xué)內(nèi)容：

了解實際管路中的液體流動。

教學(xué)目的與要求：

了解實際管路中的液體流動。

教學(xué)重點、難點：

了解實際管路中的液體流動。

教學(xué)手段：多媒體、講解

教學(xué)過程：（含板書設(shè)計）

新課導(dǎo)入：作業(yè)講評一、壓力損失

沿程壓力損失：指液體在直管中流動時因液體具有的粘性而產(chǎn)生的壓力損失。

局部壓力損失：指液體流經(jīng)如閥口、彎管、通流截面變化等局部阻力引起的壓力損失。

液流速度大小、方向突然改變。1、沿程壓力損失：對金屬管?。簩ο鹉z軟管取：上式表明：流體在管道中流動的能量損失表現(xiàn)為流體的壓力損失，即流體下游的壓力要小于上游的壓力，這個壓力差值用來克服流動中的摩擦阻力。2、局部壓力損失：產(chǎn)生原因：液體流過局部裝置時形成死水區(qū)或渦旋區(qū)，液體在此區(qū)域并不參加主流動，而是不斷的打旋，加速液體摩擦或造成質(zhì)點碰撞，產(chǎn)生局部能量損失；液體流過局部裝置時流速的大小和方向發(fā)生急劇變化，各截面上的速度分布規(guī)律也不斷變化，引起附加摩擦而消耗能量。3、管路系統(tǒng)總能量損失：管路系統(tǒng)中總能量損失等于系統(tǒng)中所有沿程沿程能量損失之和與局部能量損失之和的疊加。

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形成一個收縮斷面，然后再擴散，這一收縮和擴散過程產(chǎn)生很大的能量損失。1、薄壁小孔：長徑比l/d≤0.5

二、孔口與縫隙流動流經(jīng)薄壁小孔流量公式：A0—小孔截面積；Cd—流量系數(shù)；Cd=0.60~0.8薄壁小孔因沿程阻力損失小，q對油溫變化不敏感，因此多被用作調(diào)節(jié)流量的節(jié)流器。液體流經(jīng)短孔的流量公式：Cd=0.82,短孔常用作固定節(jié)流器。2、短孔：長徑比0.5＜l/d≤4液流經(jīng)過細長孔的流量和孔前后壓差成正比，和液體粘度成反比。流量受液體溫度影響較大。細長孔可用于控制閥中的阻尼孔。3、細長孔：

長徑比l/d＞4流經(jīng)細長孔的流量公式：4、平板縫隙：存在壓差流動和剪切流動通過平板縫隙的流量可由下式計算：在壓差作用下，流量q與縫隙值h的三次方成正比，這說明液壓元件內(nèi)縫隙的大小對泄漏量的影響非常大。5.環(huán)形縫隙注意：當(dāng)圓柱體移動方向和壓差方向相同時取正號，方向相反時取負號。通過同心圓柱環(huán)形縫隙的流量公式：流經(jīng)偏心圓柱環(huán)形縫隙的流量公式：

當(dāng)偏心量e=ho

，即ε＝1

時（最大偏心狀態(tài)），其通過的流量是同心環(huán)形間隙流量的2.5倍。因此在液壓元件中應(yīng)盡量使配合零件同心。ε為相對偏心率：ε＝e/hoe為偏心量，h0=R-r三、液壓沖擊和空穴現(xiàn)象1、液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因引起液壓油的壓力在某瞬時突然急劇上升，形成一個很大的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。a、液壓沖擊產(chǎn)生的原因:閥門突然打開或關(guān)閉，及系統(tǒng)中某些元件反應(yīng)的滯后，使液流突然停止運動而產(chǎn)生的液壓沖擊；運動部件突然啟動或停止，因其慣性使液壓缸和相連管道中壓力產(chǎn)生急劇變化而形成壓力波，產(chǎn)生液壓沖擊。b、減小液壓沖擊的措施:

緩慢關(guān)閉閥門，減慢管道的換向速度；縮短管子長度；減慢換向閥關(guān)閉前的液流速度；設(shè)置蓄能器、安全閥等。

適當(dāng)增大管徑，不僅可以降低流速，也可以減小壓力傳播速度。正確設(shè)計閥門或設(shè)置緩沖裝置（如阻尼孔），使運動部件制動時速度變化較均勻。2、空穴（或氣穴）現(xiàn)象

在液壓系統(tǒng)中，如果某點的壓力低于液壓油所在溫度下的空氣分離壓時，液體中溶解的空氣就會分離出來，使液體中迅速出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象；另外，當(dāng)絕對壓力低于液體的飽和蒸氣壓時，液體中會出現(xiàn)大量的蒸氣泡，這也屬于空穴現(xiàn)象。1）氣穴現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：氣穴現(xiàn)象多發(fā)生在閥口和液壓泵的吸油處。a、在閥口處，過流斷面較小使液流的速度增大，根據(jù)伯努利方程，壓力大大降低，氣穴產(chǎn)生。2）氣蝕：

b、在液壓泵的吸油過程中，吸油口絕對壓力會低于大氣壓力，若泵安裝高度過大，吸油口處過濾的阻力和管路阻力太大，油液黏度過高或泵的轉(zhuǎn)速過高，造成泵入口處的真空度過大，產(chǎn)生氣穴。因氣穴現(xiàn)象造成的對金屬表面的腐蝕現(xiàn)象，稱為氣蝕?？昭ìF(xiàn)象發(fā)生在液流的低壓區(qū)，氣蝕現(xiàn)象發(fā)生在高壓區(qū)。3）減小氣穴現(xiàn)象的措施：a、減小液流在小孔或間隙處的壓力降。b、保持液壓系統(tǒng)中的油壓高于空氣分離壓力，例如，盡量降低液壓泵的吸油高度，采用內(nèi)徑較大的吸油管并少用彎頭，吸油管的過濾容量要大，以減小管路阻力，液壓泵轉(zhuǎn)速不能過高以防止吸油不充分，必要時對高壓泵可采用輔助泵供油。c、降低液體中氣體的含量，如