液壓與氣動(dòng)技術(shù)液體靜壓力第二講

第二章液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)2、1液壓油2、2液體靜力學(xué)第一頁(yè)，共五十三頁(yè)。重點(diǎn)難點(diǎn)

液壓油的粘性和粘度粘溫特性靜壓特性壓力形成靜力學(xué)基本方程第二頁(yè)，共五十三頁(yè)。提問作業(yè)1、什么叫液壓傳動(dòng)？液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是什么？2、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和作用各是什么？第三頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油的用途及種類1、液壓油的作用：在液壓系統(tǒng)中液壓油用做傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的介質(zhì)，并有潤(rùn)滑、密封和冷卻作用2、種類：P6第四頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油2、1、1液壓油的物理性質(zhì)2、1、2對(duì)液壓油的要求及選用第五頁(yè)，共五十三頁(yè)。2、1、1液壓油的物理性質(zhì)一液體的密度二液體的粘性三液體的可壓縮四其他性質(zhì)第六頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的密度

密度—單位體積液體的質(zhì)量ρ=m/vkg/m3密度隨著溫度或壓力的變化而變化，但變化不大.第七頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的可壓縮性定義

液體受壓力作用而發(fā)生體積縮小性質(zhì)。第八頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的體積壓縮系數(shù)定義定義：

體積為v的液體，當(dāng)壓力增大△p時(shí)，體積減小△v,則液體在單位壓力變化下體積的相對(duì)變化量。第九頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的體積壓縮系數(shù)公式κ=-△v/△pv

κ=（5-7）x10-10m2/N第十頁(yè)，共五十三頁(yè)。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∵p↑v↓∴為保證κ為正值，式中須加負(fù)號(hào)第十一頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的體積彈性模數(shù)定義液體壓縮系數(shù)的倒數(shù)第十二頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的體積彈性模數(shù)公式

k=1/κ=-△pv/△v第十三頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的體積彈性模數(shù)物理意義表示單位體積相對(duì)變化量所需要的壓力增量，也即液體抵抗壓縮能力的大小。一般認(rèn)為油液不可壓縮（因壓縮性很?。?jì)算時(shí)?。簁=（1、4-1、9）*109N/m2若分析動(dòng)態(tài)特性或p變化很大的高壓系統(tǒng),則必須考慮。第十四頁(yè)，共五十三頁(yè)。粘性的物理本質(zhì)

液體在外力作用下流動(dòng)時(shí),由于液體分子間的內(nèi)聚力和液體分子與壁面間的附著力,導(dǎo)致液體分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力,這種特性稱為粘性.或:流動(dòng)液體流層之間產(chǎn)生內(nèi)部摩擦阻力的性質(zhì).第十五頁(yè)，共五十三頁(yè)。牛頓液體內(nèi)摩擦定律液層間的內(nèi)摩擦力與液層接觸面積及液層之間的速度成正比。第十六頁(yè)，共五十三頁(yè)。粘度

衡量粘性大小的物理量第十七頁(yè)，共五十三頁(yè)。粘度

動(dòng)力粘度μ

運(yùn)動(dòng)粘度ν

相對(duì)粘度0E

第十八頁(yè)，共五十三頁(yè)。動(dòng)力粘度物理意義

液體流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力大小。第十九頁(yè)，共五十三頁(yè)。動(dòng)力粘度單位

國(guó)際單位（SI制）中：帕·秒（Pa·S）或牛頓·秒/米2（N·S/m2）；第二十頁(yè)，共五十三頁(yè)。運(yùn)動(dòng)粘度ν

動(dòng)力粘度與液體密度之比值

第二十一頁(yè)，共五十三頁(yè)。運(yùn)動(dòng)粘度公式

ν=μ/ρ（m2/S）第二十二頁(yè)，共五十三頁(yè)。運(yùn)動(dòng)粘度物理意義

無（只是因?yàn)棣?ρ在流體力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)

∴用ν代替（μ/ρ）第二十三頁(yè)，共五十三頁(yè)。運(yùn)動(dòng)粘度單位

SI制：m2/SCGS制：St（斯）、CSt（厘斯）（Cm2/S）（mm2/S）換算關(guān)系：1m2/S=104St=106CSt第二十四頁(yè)，共五十三頁(yè)。運(yùn)動(dòng)粘度單位說明

∵單位中只有長(zhǎng)度和時(shí)間量綱類似運(yùn)動(dòng)學(xué)量?！喾Q運(yùn)動(dòng)粘度，常用于液壓油牌號(hào)標(biāo)注第二十五頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油牌號(hào)標(biāo)注老牌號(hào)——20號(hào)液壓油，指這種油在50°C時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為20cst。新牌號(hào)——L—HL32號(hào)液壓油，指這種油在40°C時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)粘度為32m㎡/s。第二十六頁(yè)，共五十三頁(yè)。相對(duì)粘度0E

∵μ、ν不易直接測(cè)量，只用于理論計(jì)算∴常用相對(duì)粘度第二十七頁(yè)，共五十三頁(yè)。相對(duì)粘度（條件粘度）恩氏度0E——中國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等用賽氏秒SSU——美國(guó)用雷氏秒R——英國(guó)用巴氏度0B——法國(guó)用

第二十八頁(yè)，共五十三頁(yè)。換算關(guān)系恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間的換算關(guān)系ν=（7、310E-6、31/0E）×10-6第二十九頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的其它性質(zhì)1、粘度和壓力的關(guān)系∵P↑，F(xiàn)↑，μ↑∴μ隨p↑而↑，壓力較小時(shí)忽略，32Mpa以上才考慮第三十頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的其它性質(zhì)2、粘度和溫度的關(guān)系∵溫度↑，內(nèi)聚力↓，μ↓∴粘度隨溫度變化的關(guān)系叫粘溫特性，粘度隨溫度的變化較小，即粘溫特性較好。第三十一頁(yè)，共五十三頁(yè)。2、1、2對(duì)液壓油的要求及選用

對(duì)液壓油的要求

液壓油的選擇第三十二頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油的任務(wù)

工作介質(zhì)—傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

潤(rùn)滑劑—潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件第三十三頁(yè)，共五十三頁(yè)。對(duì)液壓油的要求

（1）合適的粘度和良好的粘溫特性；（2）良好的潤(rùn)滑性；（3）純凈度好，雜質(zhì)少；（4）對(duì)系統(tǒng)所用金屬及密封件材料有良好的相容性。第三十四頁(yè)，共五十三頁(yè)。對(duì)液壓油的要求

（5）對(duì)熱、氧化水解都有良好穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)；（6）抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性??；（7）比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。（凝點(diǎn)——油液完全失去其流動(dòng)性的最高溫度）（8）對(duì)人體無害，對(duì)環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜總之：粘度是第一位的第三十五頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油的選擇

選擇液壓油品種2選擇液壓油粘度第三十六頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油的類型機(jī)械油精密機(jī)床液壓油氣輪機(jī)油變壓器油等

第三十七頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓油選擇首先根據(jù)工作條件（v、p、T）和元件類型選擇油液品種，然后根據(jù)粘度選擇牌號(hào)

第三十八頁(yè)，共五十三頁(yè)。2、2液體靜力學(xué)研究?jī)?nèi)容：研究液體處于靜止?fàn)顟B(tài)的力學(xué)規(guī)律和這些規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。第三十九頁(yè)，共五十三頁(yè)。靜止液體指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體整體完全可以象剛體一樣做各種運(yùn)動(dòng)。第四十頁(yè)，共五十三頁(yè)。2、2液體靜力學(xué)

2、2、1液體的靜壓力及特性

2、2、2液體靜力學(xué)基本方程式

2、2、3壓力的表示方法及單位

2、2、4靜壓傳遞原理

2、2、5液體對(duì)固體壁面的作用力第四十一頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的靜壓力及特性

質(zhì)量力（重力、慣性力）—作用于液體的所有質(zhì)點(diǎn)作用于液體上的力<表面力（法向力、切向力、其它物體或容器對(duì)液體、一部分液體作用于令一部分液體等）—作用于液體的表面

第四十二頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體的靜壓力定義

液體單位面積上所受的法向力，物理學(xué)中稱壓強(qiáng)，液壓傳動(dòng)中習(xí)慣稱壓力。第四十三頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體靜壓力特性（1）垂直并指向于承壓表面∵液體在靜止?fàn)顟B(tài)下不呈現(xiàn)粘性∴內(nèi)部不存在切向剪應(yīng)力而只有法向應(yīng)力（2）各向壓力相等∵有一向壓力不等，液體就會(huì)流動(dòng)∴各向壓力必須相等第四十四頁(yè)，共五十三頁(yè)。液體靜力學(xué)基本方程例：計(jì)算靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)A處的壓力p

p=p0+ρghh

GPP0AdA第四十五頁(yè)，共五十三頁(yè)。重力作用下靜止液體壓力分布特征（1）靜止液體中任一點(diǎn)處的壓力由兩部分液面壓力p0

組成<液體自重所形成的壓力ρgh（2)靜止液體內(nèi)壓力沿液深呈線性規(guī)律分布（3)離液面深度相同處各點(diǎn)的壓力均相等，壓力相等的點(diǎn)組成的面叫等壓面.第四十六頁(yè)，共五十三頁(yè)。2、2、3壓力的表示方法及單位測(cè)壓兩基準(zhǔn)關(guān)系第四十七頁(yè)，共五十三頁(yè)。測(cè)壓兩基準(zhǔn)絕對(duì)壓力—以絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)所測(cè)相對(duì)壓力*—以大氣壓力為基準(zhǔn)所測(cè)第四十八頁(yè)，共五十三頁(yè)。關(guān)系

絕對(duì)壓力=大氣壓力+相對(duì)壓力或相對(duì)壓力（表壓）=絕對(duì)壓力–大氣壓力

注液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所測(cè)壓力均為相對(duì)壓力即表壓力真空度=大氣壓力–絕對(duì)壓力p>pap=pap<pap=0

第四十九頁(yè)，共五十三頁(yè)。2、2、4靜壓傳遞原理

帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）

液壓系統(tǒng)壓力形成第五十頁(yè)，共五十三頁(yè)。帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）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(diǎn)。

根據(jù)帕斯卡原理：p=F/A第五十一頁(yè)，共五十三頁(yè)。液壓系統(tǒng)壓力形成

p=F/AF=0p=0F↑p↑F↓p↓

結(jié)論：液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于負(fù)載，