液压流体力学基础.pptx
《液压流体力学基础.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压流体力学基础.pptx(99页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、液压流体力学基础液压流体力学基础机电教研室本章主要内容 液压油的主要性质及选用液压油的主要性质及选用 流体静力学基础流体静力学基础 流体动力学基础流体动力学基础 管路中液流的压力损失管路中液流的压力损失 液压冲击及气穴现象液压冲击及气穴现象第一节第一节液压油的主要性质及选用液压油的主要性质及选用一、液压油的主要性质一、液压油的主要性质液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。因此,了解液体的主要物理性质,掌握液体平衡因此,了解液体的主要物理性质,掌握液体平衡和运动的规律等主要力学特性,对于正确理解液和运动的规律等主要力学特性,对于正确理解液压传动原
2、理、液压元件的工作原理,以及合理设压传动原理、液压元件的工作原理,以及合理设计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。液体是液压传动的工作介质,同时它还液体是液压传动的工作介质,同时它还起到润起到润滑、冷却和防锈作用滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效。液压系统能否可靠、有效地进行工作,在很大程度上取决于系统中所用的地进行工作,在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。液压油液的物理性质。1、密度密度单位体积液体内所含有的质量,以单位体积液体内所含有的质量,以表示表示说明说明:密度是液压油的一个重要物理参数,随:密度是液压油的一个重要
3、物理参数,随着液压油温度和压力的变化,其密度也会发生着液压油温度和压力的变化,其密度也会发生变化,但这种变化量通常很小,可以忽略不加,变化,但这种变化量通常很小,可以忽略不加,故实际应用中可认为液压油密度不受温度和压故实际应用中可认为液压油密度不受温度和压力变化的影响。力变化的影响。一般液压油的密度为一般液压油的密度为900kg/m32、液体的可压缩性液体的可压缩性(1)定义)定义 液体受压后体积缩小的性质液体受压后体积缩小的性质液体受压后体积缩小的性质液体受压后体积缩小的性质(2)表示方法)表示方法受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对变化量受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对
4、变化量 压缩性系数压缩性系数压缩性系数压缩性系数 容积弹性模量容积弹性模量容积弹性模量容积弹性模量液体的压缩性系数的倒数液体的压缩性系数的倒数液压油液体积液压油液体积、压力增加、压力增加、体积增量、体积增量,定义体积,定义体积压缩系数为:压缩系数为:影响因素:影响因素:容易被压缩容易被压缩不易被压缩不易被压缩说明说明:压力增大时,:压力增大时,K值增大,但这种变化值增大,但这种变化不呈线性关系当不呈线性关系当p3MPa时,时,K值基本上值基本上不再增大。液压油液中如混有气泡时,不再增大。液压油液中如混有气泡时,K值值将大大减小。将大大减小。3、液体的黏性液体的黏性1)黏性的意义)黏性的意义 定
5、定义义:液液体体在在外外力力作作用用下下流流动动时时,液液体体分分子子间间的的内内聚聚力力阻阻碍碍其其分分子子间间的的相相对对运运动动而而产产生生一一种种内内摩摩擦擦力力的的现象称为液体的黏性。现象称为液体的黏性。式式中中:是是衡衡量量液液体体黏黏性性的的比比例系数,称为绝对黏度。例系数,称为绝对黏度。实实验验表表明明,液液体体流流动动时时相相邻邻液液层层间间的的内内摩摩擦擦力力Ff与与液液层层接接触触面面积积A和和液液层层间间的的速速度度梯梯度度du/dy成正比,即:成正比,即:剪切应力剪切应力:牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律提问:液体静止时,力提问:液体静止时,力和黏度是多少?和黏度是多少?
6、2)液体的黏度)液体的黏度 液液体体黏黏性性的的大大小小用用黏黏度度来来表表示示。常常用用的的黏黏度度有有三三种种,即:即:动力黏度动力黏度、运动黏度运动黏度和和相对黏度相对黏度。(1 1)动力黏度(绝对黏度)动力黏度(绝对黏度)动力黏度(绝对黏度)动力黏度(绝对黏度)(缪)(缪)(缪)(缪)物物理理意意义义:液液体体在在单单位位速速度度梯梯度度下下流流动动时时,接接触触液液体体层层间单位面积上的内摩擦力。间单位面积上的内摩擦力。单位单位:(Pas)(帕(帕秒),或者秒),或者N.s/m2。(2 2)运动黏度)运动黏度)运动黏度)运动黏度(纽)(纽)(纽)(纽)定定义义:液液体体的的动动力力黏
7、黏度度与与其其密密度度 的的比比值值被被称称为为液液体体的的运动黏度。运动黏度。单位:单位:m2/s,(米,(米2/秒)或秒)或 mm2/s。1 m2/s=106 mm2/s 液液体体的的运运动动黏黏度度没没有有明明确确的的物物理理意意义义,但但它它在在工工程程实际中经常用到。实际中经常用到。我我国国液液压压油油的的牌牌号号就就是是用用它它在在温温度度为为40时时的的运运动动黏黏度度平平均均值值来来表表示示的的。例例如如N32号号液液压压油油,就就是是指指这这种种油油在在40时的运动黏度平均值为时的运动黏度平均值为32 mm2/s。1.L-HL22是什么意思?是什么意思?2.两种流体的黏度比较
8、用哪一两种流体的黏度比较用哪一种黏度?种黏度?(3 3)相对黏度(条件黏度)相对黏度(条件黏度)相对黏度(条件黏度)相对黏度(条件黏度)动动力力黏黏度度和和运运动动黏黏度度难难以以直直接接测测量量,因因此此在在工工程程上常常使用相对黏度。上常常使用相对黏度。相相对对黏黏度度又又称称为为条条件件黏黏度度,它它是是采采用用特特定定的的黏黏度度计计在规定的条件下测量出来的黏度。在规定的条件下测量出来的黏度。我国采用的相对黏度为恩氏黏度我国采用的相对黏度为恩氏黏度 E。恩氏黏度由恩氏黏度计测出。恩氏黏度由恩氏黏度计测出。用木塞堵住锥形用木塞堵住锥形短管短管将将220cm220cm2 2的被测液的被测液
9、体注入贮液罐体注入贮液罐将水箱中的水加热将水箱中的水加热(一般,水等液体要求一般,水等液体要求保持在保持在2020,润滑油,润滑油5050,燃料油,燃料油80)80)迅速拔起塞杆,使迅速拔起塞杆,使被测液体从锥形短被测液体从锥形短管流入长颈瓶管流入长颈瓶再用同样的步骤记下再用同样的步骤记下200cm200cm2 2蒸馏水在同样温度下流经锥形蒸馏水在同样温度下流经锥形短管所需的时间短管所需的时间t t0 0 (约约5151秒秒)求得了恩求得了恩氏氏粘度粘度oEt后,可由下面的半经验公式求后,可由下面的半经验公式求出被测液体的运动粘度:出被测液体的运动粘度:被测液体在规定温度下的恩氏粘度为:被测液
10、体在规定温度下的恩氏粘度为:l液压油对温度的变化很敏感,当温度升高时,黏度显著降低,这一特性液压油对温度的变化很敏感,当温度升高时,黏度显著降低,这一特性称为液体的黏称为液体的黏温特性。黏温特性。黏温特性常用黏温特性常用黏温特性曲线和粘度指数温特性曲线和粘度指数来表示来表示.3)黏温特性黏温特性工作介质的黏度变化直接影响液压系统的工作性能,工作介质的黏度变化直接影响液压系统的工作性能,因此黏度随温度的变化越小越好。因此黏度随温度的变化越小越好。黏度指数高,黏度指数高,黏度随温度黏度随温度变化小黏温变化小黏温特性好特性好 4.抗燃性抗燃性闪闪点点指指在在此此温温度度下下,液液体体能能产产生生足足
11、够够的的蒸蒸汽汽,在在特特定定条条件件下下以以一一个个微微小小的的火火焰焰接接近近它它们们时时,在在油油液液表表面面上上的任何一点都会出现火焰闪光的现象。的任何一点都会出现火焰闪光的现象。着着火火点点油油液液所所达达到到的的某某一一温温度度,在在该该温温度度下下油油液液能能连续燃烧连续燃烧5S。自燃着火点自燃着火点油液在该温度下会自动着火。油液在该温度下会自动着火。5.油液的机械稳定性油液的机械稳定性 指指液液体体在在长长时时间间的的高高压压作作用用(主主要要是是挤挤压压作作用用)下下,保持其原有的物理性质的能力。保持其原有的物理性质的能力。液压油应具有良好的机械稳定性。液压油应具有良好的机械
12、稳定性。6.油液的化学安定性油液的化学安定性 指液体抗氧化的能力。指液体抗氧化的能力。液压油应具有良好的化学稳定性,并且不含杂质。液压油应具有良好的化学稳定性,并且不含杂质。二、液压油的分类二、液压油的分类三、液压油的选择三、液压油的选择1、液压油的使用要求、液压油的使用要求 粘温特性好粘温特性好 有良好的润滑性有良好的润滑性 成分要纯净成分要纯净 对热、氧化水解都有良好的化学稳定性,使用寿命长对热、氧化水解都有良好的化学稳定性,使用寿命长 比热和传热系数大,体积膨胀系数小,闪点和燃点高,流比热和传热系数大,体积膨胀系数小,闪点和燃点高,流 动点和凝固点低。动点和凝固点低。(凝点(凝点油液完全
13、失去其流动性的最高温度)油液完全失去其流动性的最高温度)抗泡沫性和抗乳化性好,防锈性好抗泡沫性和抗乳化性好,防锈性好 材料相容性好,腐蚀性小材料相容性好,腐蚀性小 对人体无害,对环境污染小,价格便宜无毒对人体无害,对环境污染小,价格便宜无毒 2、选用、选用1.1.工作机械的特点(伺服系统、精密机械选低粘度)工作机械的特点(伺服系统、精密机械选低粘度)2.2.液压泵的类型(低压系统可以选用液压泵的类型(低压系统可以选用HLHL油,中高压系统油,中高压系统用用HMHM油)油)3.3.系统工作压力(系统工作压力(5Mpa-40Mpa,5Mpa-40Mpa,控制泄漏)控制泄漏)4.4.环境温度(温度高
14、,选高粘度)环境温度(温度高,选高粘度)5.5.运动速度(速度高,选低粘度)运动速度(速度高,选低粘度)6.6.选择液压油品种(机械油、普通液压油、低温液压油、选择液压油品种(机械油、普通液压油、低温液压油、抗燃液压油、抗磨液压油)抗燃液压油、抗磨液压油)v 液压工作介质的污染液压工作介质的污染 液液压压工工作作介介质质被被污污染染指指的的是是介介质质中中混混入入了了微微小小固固体体颗颗粒粒及胶状生成物、空气、氯和水分等杂质的情况。及胶状生成物、空气、氯和水分等杂质的情况。v 油液污染的原因及其控制措施油液污染的原因及其控制措施 原因:原因:残留物的污染残留物的污染 周围环境中污染物的侵入周围
15、环境中污染物的侵入 生成物污染生成物污染 控制:控制:减少外来的污染减少外来的污染 滤除系统产生的杂质滤除系统产生的杂质 定期检查更换液压油液定期检查更换液压油液练习题练习题1.我国油液牌号与我国油液牌号与40时的平均粘度有关系,时的平均粘度有关系,如油的密度如油的密度900kgm3,试回答以下几个,试回答以下几个问题:问题:1)30号机油的平均运动粘度为号机油的平均运动粘度为()m2s;2)30号机油的平均动力粘度为号机油的平均动力粘度为()Pas;)在液体静止时,在液体静止时,40号机油与号机油与30号机油所呈号机油所呈现的粘性哪个大?现的粘性哪个大?练习题练习题2.20时水的运动黏度为时
16、水的运动黏度为l10-6m2s,密度,密度1000kgm3;20时空气的运动黏度为时空气的运动黏度为1510-6m2s,密度,密度1.2kgm3;试比较;试比较水和空气的黏度水和空气的黏度()(A)水的黏性比空气大;水的黏性比空气大;(B)空气的黏性比水大。空气的黏性比水大。3.黏度指数高的油,表示该油黏度指数高的油,表示该油()(A)黏度较大;黏度较大;(B)黏度因压力变化而改变较大;黏度因压力变化而改变较大;(C)黏度因温度变化而改变较小;黏度因温度变化而改变较小;(D)黏度因温度变化而改变较大。黏度因温度变化而改变较大。4.现现有有一一桶桶机机械械用用油油,但但不不知知油油的的牌牌号号。
17、若若从从桶桶中中取取出出200mL,并并在在40时时,令令其其从从恩恩氏氏黏黏度度计计的的小小孔孔中中流流出出,测测出出其其所所用用的的时时间间为为230s.计计算算该该油油动动力力粘粘度度和和运运动动黏黏度度的的数数值值,并判断油的牌号。并判断油的牌号。练习题:练习题:第二节第二节流体静力学基础流体静力学基础 流体静力学的流体静力学的任务任务是研究液体处于相对平衡状态是研究液体处于相对平衡状态下的力学规律,以及这些规律的实际应用。下的力学规律,以及这些规律的实际应用。所谓所谓相对平衡相对平衡是指流体质点之间无相对运动。是指流体质点之间无相对运动。流体静力学在工程实践中有着广泛的用途,许多流体
18、静力学在工程实践中有着广泛的用途,许多机器和仪器就是根据流体静力学原理制造出来的。机器和仪器就是根据流体静力学原理制造出来的。注意:注意:对于处于静止平衡状态的流体,黏性将对于处于静止平衡状态的流体,黏性将不起作用。所以流体静力学理论无论对理想流体还不起作用。所以流体静力学理论无论对理想流体还是对实际流体都是适用的。是对实际流体都是适用的。一、液体的压力及其性质一、液体的压力及其性质1 1、质量力、质量力与流体质量成正比且作用在流体质量中心上的力称为质与流体质量成正比且作用在流体质量中心上的力称为质量力。量力。举例:举例:重力、惯性力重力、惯性力单位质量流体所受的质量力称为单位质量力。单位质量
19、流体所受的质量力称为单位质量力。2 2、表面力、表面力 走路、游泳走路、游泳 作用在所研究流体体积表面上的力就称为表面力作用在所研究流体体积表面上的力就称为表面力。是由与流。是由与流体相接触的其他物体(可以是流体,也可以是固体)的作用而体相接触的其他物体(可以是流体,也可以是固体)的作用而产生的。产生的。单位面积上作用的表面力称为应力。单位面积上作用的表面力称为应力。法向应力:法向应力:与流体表面垂直与流体表面垂直切向应力:切向应力:与流体表面相切与流体表面相切法线两层流体作用力P面积f单位面积法向力p单位面积切向力面积面积面积面积压力压力压力压力作用力作用力作用力作用力 单位:单位:单位:单
20、位:PaPa或或或或MPaMPa或或 作用力作用力作用力作用力=压力压力压力压力 xx面积面积面积面积静压力及其性质静压力及其性质静止液体单位面积上所受的法向力称为静压力静止液体单位面积上所受的法向力称为静压力,液体静压力液体静压力有两个基本特性有两个基本特性(1)(1)液体静压力沿法线方向,垂直于承压面。液体静压力沿法线方向,垂直于承压面。(2)(2)静止液体内,任一点的压力,在各个方向上都相等。静止液体内,任一点的压力,在各个方向上都相等。由上述性质可知:静止液体总是处于受压状态,并且其内部由上述性质可知:静止液体总是处于受压状态,并且其内部的任何质点都是受平衡压力作用的。的任何质点都是受
21、平衡压力作用的。如图所示:容器中静止液如图所示:容器中静止液体所受的力有:液体重力体所受的力有:液体重力(F FG G)、液面上压力()、液面上压力(p p0 0)及容器壁面作用在液体上及容器壁面作用在液体上的反压力。的反压力。该液体中任意一点的静压力可从液体中取微元体进行研究,该液体中任意一点的静压力可从液体中取微元体进行研究,微元体在垂直方向上的力的平衡方程为:微元体在垂直方向上的力的平衡方程为:静压力的基本方程静压力的基本方程1.静静压压力力基基本本方方程程二、液体静力学基本方程及其物理意义二、液体静力学基本方程及其物理意义2.结结论论液体内任意一点的压力由两部分组成液体内任意一点的压力
22、由两部分组成表面压力:表面压力:p0质量压力:质量压力:gh静止液体中压力随液体深度呈线性分布;静止液体中压力随液体深度呈线性分布;压力相等的所有点组成的面积称为等压面。在重力作压力相等的所有点组成的面积称为等压面。在重力作用下,对均质连续介质,等压面是一个水平面;用下,对均质连续介质,等压面是一个水平面;连通器中,同一水平线上的连通器中,同一水平线上的压力值相等;不互溶液体的压力值相等;不互溶液体的分界面的压力相等,即:分界面的压力相等,即:三、压力的传递三、压力的传递帕斯卡原理帕斯卡原理帕斯卡原理帕斯卡原理:若处于密封容器中静止液体的部分若处于密封容器中静止液体的部分边界面上施加外力使其压
23、力发生变化,只要液体仍边界面上施加外力使其压力发生变化,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,则液体中任一点的压保持其原来的静止状态不变,则液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化力均将发生同样大小的变化。两缸互相连通,构成一个两缸互相连通,构成一个密闭容器,则按帕斯卡原密闭容器,则按帕斯卡原理,缸内压力到处相等,理,缸内压力到处相等,p1=p2,于是,于是如果垂直液缸活塞上没负如果垂直液缸活塞上没负载,则在略去活塞重量及载,则在略去活塞重量及其它阻力时,不论怎样推其它阻力时,不论怎样推动水平液压缸活塞,不能动水平液压缸活塞,不能在液体中形成压力。在液体中形成压力。四、绝对压力、相对压力和真空度
24、四、绝对压力、相对压力和真空度 以当地大气压力为基准所表示的压力,称为以当地大气压力为基准所表示的压力,称为相对压力相对压力。相对压。相对压力也称表压力。力也称表压力。压力有两种表示方法:以绝对零压力作为基准所表示的压力,压力有两种表示方法:以绝对零压力作为基准所表示的压力,称为称为绝对压力绝对压力。相对压力为负数时,工程上称为相对压力为负数时,工程上称为真空度真空度。真空度的大小以此负。真空度的大小以此负数的绝对值表示。数的绝对值表示。显然显然 绝对压力大气压力相对压力(表压力)绝对压力大气压力相对压力(表压力)相对压力(表压力)绝对压力大气压力相对压力(表压力)绝对压力大气压力 真空度大气
25、压力绝对压力真空度大气压力绝对压力压压力力单单位位法定计量单位法定计量单位标准大气压标准大气压0.101325MPa工程大气压工程大气压0.0981MPa讨论题:讨论题:如图是两个水平放置的液压缸,若如图是两个水平放置的液压缸,若mm,mm,mm,mm,N N试分析以下几种情况可否出现?活塞怎样运动?为什么试分析以下几种情况可否出现?活塞怎样运动?为什么?并计算相应情况下密封容积中液体的压力。?并计算相应情况下密封容积中液体的压力。1当活塞当活塞1上作用力上作用力F逐渐加到逐渐加到314N时;时;2当当F为为157N时;时;3当当F逐渐加到逐渐加到628N时;时;五、液体作用在固体壁面上的力五
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 流体力学 基础
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。