第二講流體靜力學(xué)

第二講流體靜力學(xué)第一頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五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)第二頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五目的任務(wù)

了解油液性質(zhì)、靜壓特性、方程、傳遞規(guī)律

掌握靜力學(xué)基本方程、壓力表達(dá)式和結(jié)論

第三頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五重點(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)基本方程第四頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓油2、1、2對(duì)液壓油的要求及選用2、1、1液壓油的物理性質(zhì)第五頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、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)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體的密度

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，通常忽略，一般取ρ=900kg/m3的大小。第七頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五粘性的物理本質(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(chēng)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).第八頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五粘度

衡量粘性大小的物理量第九頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓油牌號(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32cst。第十頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五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)。第十一頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五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。第十二頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體的體積壓縮系數(shù)公式κ=-△v/△pv

κ=（5-7）x10-10m2/N第十三頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五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)第十四頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體的其它性質(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以上才考慮第十五頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體的其它性質(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。第十六頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、1、2對(duì)液壓油的要求及選用

對(duì)液壓油的要求

液壓油的選擇第十七頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓油的任務(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)部件第十八頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓油的選擇

選擇液壓油品種2選擇液壓油粘度第十九頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓油的類(lèi)型機(jī)械油精密機(jī)床液壓油氣輪機(jī)油變壓器油等

第二十頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓油選擇首先根據(jù)工作條件（v、p、T）和元件類(lèi)型選擇油液品種，然后根據(jù)粘度選擇牌號(hào)慢速、高壓、高溫：μ大（以↓△q）通常<快速、低壓、低溫：μ?。ㄒ浴鱌）第二十一頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、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。第二十二頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜止液體指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)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)。第二十三頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、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二十四頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五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

第二十五頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體的靜壓力定義

第二十六頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體靜壓力特性（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二十七頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五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.第二十八頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、2、3壓力的表示方法及單位測(cè)壓兩基準(zhǔn)關(guān)系第二十九頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五測(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)(圖片）第三十頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五關(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)壓力第三十一頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、2、4靜壓傳遞原理

帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）

液壓系統(tǒng)壓力形成第三十二頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五帕斯卡原理（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第三十三頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）第三十四頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓系統(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，并且隨著負(fù)載的變化而變化。FA第三十五頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3液體動(dòng)力學(xué)目的任務(wù)：了解流動(dòng)液體特性、傳遞規(guī)律

掌握動(dòng)力學(xué)三大方程、流量和結(jié)論重點(diǎn)難點(diǎn)：流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程及結(jié)論、物理意義第三十六頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3液體動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容:研究液體運(yùn)動(dòng)和引起運(yùn)動(dòng)的原因，即研究液體流動(dòng)時(shí)流速和壓力之間的關(guān)系（或液壓傳動(dòng)兩個(gè)基本參數(shù)的變化規(guī)律）

主要討論:動(dòng)力學(xué)三個(gè)基本方程第三十七頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3、1、基本概念理想液體、恒定流動(dòng)1理想液體：既無(wú)粘性又不可壓縮的液體2恒定流動(dòng)（穩(wěn)定流動(dòng)、定常流動(dòng)）：流動(dòng)液體中任一點(diǎn)的p、u和ρ都不隨時(shí)間而變化流動(dòng).第三十八頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3、1、基本概念

流線、流管和流束（動(dòng)畫(huà)演示）1流線—某一瞬時(shí)液流中各處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一條條曲線2流束—通過(guò)某截面上所有各點(diǎn)作出的流線集合構(gòu)成流束3通流截面——流束中所有與流線正交的截面（垂直于液體流動(dòng)方向的截面）第三十九頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3、1、基本概念

流量和平均流速流量—單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某通流截面液體體積qdq

=v/t整個(gè)過(guò)流斷面的流量：q

=∫AudA平均流速—通流截面上各點(diǎn)均勻分布假想流速v=q/A第四十頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度A

vv=q/Aq=0v=0q

q↑v↑q↓v↓結(jié)論：液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度取決于進(jìn)入液壓缸的流量，并且隨著流量的變化而變化。第四十一頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3、2連續(xù)性方程

質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用

1

1連續(xù)性原理—理想液體在管道中恒定流動(dòng)時(shí)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少，因此單位時(shí)間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒等于流出液體的質(zhì)量。第四十二頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3、2連續(xù)性方程第四十三頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、3、3伯努利方程

能量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用

能量守恒定律：理想液體在管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，同一管道內(nèi)任一截面上的總能量應(yīng)該相等?；颍和饬?duì)物體所做的功應(yīng)該等于該物體機(jī)械能的變化量。第四十四頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、4管路中液體的壓力損失

目的任務(wù)：了解損失的類(lèi)型、原因

掌握損失定義減小措施

重點(diǎn)難點(diǎn)：兩種損失減小措施第四十五頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、4管路中液體的壓力損失

∵實(shí)際液體具有粘性

∴流動(dòng)中必有阻力，為克服阻力，須消耗能量，造成能量損失(即壓力損失）分類(lèi)：沿程壓力損失、局部壓力損失第四十六頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、4、1液體的流動(dòng)狀態(tài)

層流和紊流層流：液體的流動(dòng)是分層的，層與層之間互不干擾。紊流（紊流（湍流）：液體流動(dòng)不分層，做混雜紊亂流動(dòng)。第四十七頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五液體的流動(dòng)狀態(tài)第四十八頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、4、2沿程壓力損失（粘性損失）定義:液體沿等徑直管流動(dòng)時(shí)，由于液體的粘性摩擦和質(zhì)點(diǎn)的相互擾動(dòng)作用，而產(chǎn)生的壓力損失。第四十九頁(yè)，共六十頁(yè)，編輯于2023年，星期五沿程壓力損失產(chǎn)生原因

內(nèi)摩擦—因