液压流体力学基础 (2)说课材料.ppt

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1、液压流体力学基础液压流体力学基础(2)(2)山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础第二章第二章液压流体力学基础液压流体力学基础1.1.液压油液压油液压油液压油2.2.流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学3.3.流体动力学流体动力学流体动力学流体动力学4.4.管路中液体的压力损失管路中液体的压力损失管路中液体的压力损失管路中液体的压力损失5.液体流经孔口和缝隙的流量液体流经孔口和缝隙的流量-压力特性压力特性6.液压冲击及气穴现象液压冲击及气穴现象山东技术学

2、院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础第二章第二章液压流体力学基础液压流体力学基础2、1液压油液压油2、2液体静力学液体静力学山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础目的任务目的任务了解油液性质、静压特性、方程、传递规律了解油液性质、静压特性、方程、传递规律 掌握静力学基本方程、压力表达掌握静力学基本方程、压力表达式和结论式和结论山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础重点难点重点难点液压

3、油的粘性和粘度液压油的粘性和粘度粘温特性粘温特性静压特性静压特性压力形成压力形成静力学基本方程静力学基本方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础提问作业提问作业1、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？2、液压传动系统的组成和作用各是什么？、液压传动系统的组成和作用各是什么？山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1液压油液压油液压传动所用液压油一般为矿物油。液压传动所用液压油一般为矿物油。液

4、压油作用：液压油作用：1.1.液压系统传递能量的工作介质。液压系统传递能量的工作介质。2.2.润滑、冷却和防锈。润滑、冷却和防锈。液压油质量的优劣直接影响液液压油质量的优劣直接影响液压系统的工作性能。压系统的工作性能。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1.1 液压油的物理性质一、液体的密度一、液体的密度液体单位体积内的质量称为密度，通常用液体单位体积内的质量称为密度，通常用液体单位体积内的质量称为密度，通常用液体单位体积内的质量称为密度，通常用“”表示：表示：表示：表示：=m/V (kg/m=m/V

5、(kg/m=m/V (kg/m=m/V (kg/m3 3 3 3)m-m-液体质量（液体质量（kgkg ）V-V-液体体积（液体体积（m m3 3 ）通常可视为常数通常可视为常数液压油的密度为液压油的密度为900kg/m3900kg/m3山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油二、液体的粘性二、液体的粘性液体在外力作用下流动时，分子之间的内聚力会阻液体在外力作用下流动时，分子之间的内聚力会阻液体在外力作用下流动时，分子之间的内聚力会阻液体在外力作用下流动时，分子之间的内聚力会阻碍分子之间的相对运动而产生一种内摩

6、擦力。这一特性碍分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力。这一特性碍分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力。这一特性碍分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力。这一特性称作称作称作称作液体的粘性液体的粘性液体的粘性液体的粘性。粘性的大小用粘性的大小用粘性的大小用粘性的大小用粘度粘度粘度粘度表示，是选表示，是选表示，是选表示，是选择液压油的主要依据择液压油的主要依据择液压油的主要依据择液压油的主要依据山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油实验测定：实验测定：实验测定：实验测定：液体流动时液体流动时液体流动时液体流动时相邻

7、液层间的内摩擦力相邻液层间的内摩擦力相邻液层间的内摩擦力相邻液层间的内摩擦力F F与液与液与液与液层间的接触面积层间的接触面积层间的接触面积层间的接触面积A A和液层间的和液层间的和液层间的和液层间的相对运动速度相对运动速度相对运动速度相对运动速度dudu成正比，而成正比，而成正比，而成正比，而与液层间的距离与液层间的距离与液层间的距离与液层间的距离dydy成反比。成反比。成反比。成反比。图图图图2.1.1 2.1.1 液体粘性示意图液体粘性示意图液体粘性示意图液体粘性示意图山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液

8、压油式中：式中：比例常数，称为粘性系数或比例常数，称为粘性系数或粘度粘度；du/dy du/dy 速度剃度速度剃度用剪应力表示：用剪应力表示：用剪应力表示：用剪应力表示：(即：单位面积即：单位面积即：单位面积即：单位面积上内摩擦力上内摩擦力上内摩擦力上内摩擦力)山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油动力粘度动力粘度粘粘度度运动粘度运动粘度相对粘度相对粘度Et山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油1.动力粘度即：液体在单位速度

9、剃度下流动时，液即：液体在单位速度剃度下流动时，液层间单位面积上产生的内摩擦力。层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度动力粘度 又称绝对粘度又称绝对粘度在在SISI（国际单位制）中：（国际单位制）中：的单位为的单位为Pa.SPa.S（帕秒）或（帕秒）或 N.sN.sm m在在CGSCGS（厘米克秒单位制）中：（厘米克秒单位制）中：的单位为的单位为 dyn.sdyn.scmcm 称称 P P（泊）（泊）1Pa.S=10P=101Pa.S=10P=103 3cP(cP(厘泊）厘泊）山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油

10、液压油2.运动粘度运动粘度动力粘度动力粘度 与液体密度与液体密度p p之之比，无物理意义比，无物理意义在在SISI（国际单位制）中：（国际单位制）中：的单位为的单位为 m ms s在在CGSCGS（厘米克秒单位制）中：（厘米克秒单位制）中：的单位为的单位为 cmcms s 称称 StSt（斯）（斯）1m1ms=10s=104 4 St St（斯）（斯）=10=106 6 cSt cSt（厘斯）（厘斯）1 cSt=mm1 cSt=mms s 山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度

11、 在工程中的应用在工程中的应用在工程中的应用在工程中的应用机械油的牌号机械油的牌号机械油在机械油在4040时的运动粘时的运动粘度度 的平均值。的平均值。例：例：2020号机械油是指在号机械油是指在4040时的运动粘度时的运动粘度的平均值为的平均值为20 cSt20 cSt（厘斯）的机械油。（厘斯）的机械油。3030号机械油？号机械油？是指在是指在4040时的运动粘度的平均值为时的运动粘度的平均值为30 30 cStcSt（厘斯）的机械油。（厘斯）的机械油。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油3.相对粘度Et

12、相对粘度又称条件粘度，我国采用恩氏粘度相对粘度又称条件粘度，我国采用恩氏粘度Et测定方法：测定方法：将将200 mL200 mL温度为温度为 t t 的被测液体装入恩氏粘度的被测液体装入恩氏粘度计的容器，经其底部直径为计的容器，经其底部直径为2.8 mm2.8 mm的小孔流出，测出液的小孔流出，测出液体流尽所需时间体流尽所需时间 t1 t1，再测出，再测出200 mL 200 mL 温度为温度为2020的蒸馏水的蒸馏水在同一粘度计中流尽所需时间在同一粘度计中流尽所需时间 t2 t2；这两个时间的比值即；这两个时间的比值即为被测液体在温度为被测液体在温度tt下的恩氏粘度。下的恩氏粘度。相对粘度相

13、对粘度相对粘度相对粘度 雷式粘度雷式粘度雷式粘度雷式粘度R R英国、欧洲英国、欧洲英国、欧洲英国、欧洲 赛式粘度赛式粘度赛式粘度赛式粘度SSUSSU美国美国美国美国 恩式粘度恩式粘度恩式粘度恩式粘度o oE E俄国、德国、中俄国、德国、中俄国、德国、中俄国、德国、中国国国国山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油 在工业上将在工业上将20 、50 、100 作为测定恩氏粘度的标准温度。作为测定恩氏粘度

14、的标准温度。分别分别用用E20、E50、E100表示表示恩氏粘度和运动粘度的换算恩氏粘度和运动粘度的换算:山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油4.其他性质：其他性质：1.1.液体的可压缩性液体的可压缩性液体的可压缩性液体的可压缩性液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。一般很小可忽略不计。缩性。一般很小可忽略不计。缩性。一般很小可忽略不计。缩性。一般很小可忽略不计。2

15、.2.液体粘度与压力的关系液体粘度与压力的关系液体粘度与压力的关系液体粘度与压力的关系 液体分子间的距离随液体分子间的距离随液体分子间的距离随液体分子间的距离随压力增加压力增加压力增加压力增加而减而减而减而减小，内聚力增大，其小，内聚力增大，其小，内聚力增大，其小，内聚力增大，其粘度也随之增大粘度也随之增大粘度也随之增大粘度也随之增大。当压力不高和压力变化不大时，一般可当压力不高和压力变化不大时，一般可当压力不高和压力变化不大时，一般可当压力不高和压力变化不大时，一般可忽略不计。忽略不计。忽略不计。忽略不计。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流

16、体力学基础液压流体力学基础液压油液压油3.3.液体粘温特性液体粘温特性液体粘温特性液体粘温特性 液体粘度随温度升高而下降的性质称为粘温液体粘度随温度升高而下降的性质称为粘温液体粘度随温度升高而下降的性质称为粘温液体粘度随温度升高而下降的性质称为粘温特性。特性。特性。特性。图图图图2.1.2 2.1.2 是几种国产液压是几种国产液压是几种国产液压是几种国产液压油的粘温特性曲线油的粘温特性曲线油的粘温特性曲线油的粘温特性曲线山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油几种国产液压油的粘温特性曲线几种国产液压油的粘温特性

17、曲线山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1.2 对液压油的要求及选用一、一、一、一、要求要求要求要求1.1.合理的粘度和良好的粘温特性。（合理的粘度和良好的粘温特性。（合理的粘度和良好的粘温特性。（合理的粘度和良好的粘温特性。（=11.5 41.3 cSt 11.5 41.3 cSt 或或或或 2 2 5.8 5.8 E E5050）2.2.润滑性能好；润滑性能好；润滑性能好；润滑性能好；3.3.纯净度好，杂质少；纯净度好，杂质少；纯净度好，杂质少；纯净度好，杂质少；4.4.对热、氧化、水解都有良好的稳

18、定性，使用寿命长；对热、氧化、水解都有良好的稳定性，使用寿命长；对热、氧化、水解都有良好的稳定性，使用寿命长；对热、氧化、水解都有良好的稳定性，使用寿命长；5.5.对液压系统所用金属及密封材料等有良好的对液压系统所用金属及密封材料等有良好的对液压系统所用金属及密封材料等有良好的对液压系统所用金属及密封材料等有良好的相容性；相容性；相容性；相容性；相容性；相容性；6.6.抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小7.7.比热和传热系数大，闪点和燃点高，流动点比热和传热系数大，闪点和燃点高

19、，流动点比热和传热系数大，闪点和燃点高，流动点比热和传热系数大，闪点和燃点高，流动点和凝固点低。和凝固点低。和凝固点低。和凝固点低。和凝固点低。和凝固点低。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油2.1.2 对液压油的要求及选用二、二、二、二、液压油分类液压油分类液压油分类液压油分类液液液液压压压压系系系系统统统统常常常常用用用用工工工工作作作作介介介介质质质质石油型石油型石油型石油型乳化型乳化型乳化型乳化型合成型合成型合成型合成型普通液压油普通液压油普通液压油普通液压油YAYA液压液压液压液压导轨油导轨油导轨

20、油导轨油抗磨液压油抗磨液压油抗磨液压油抗磨液压油YBYB低温液压油低温液压油低温液压油低温液压油YCYC高粘度指数液压油高粘度指数液压油高粘度指数液压油高粘度指数液压油YDYD汽轮机油（代用）汽轮机油（代用）汽轮机油（代用）汽轮机油（代用）水包油乳化液水包油乳化液水包油乳化液水包油乳化液YRAYRA水水水水乙二醇液乙二醇液乙二醇液乙二醇液YRCYRC油包水乳化液油包水乳化液油包水乳化液油包水乳化液YRBYRB磷酸酯液磷酸酯液磷酸酯液磷酸酯液YRDYRD山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油三、三、三、三、液压

21、油命名和代号（液压油命名和代号（液压油命名和代号（液压油命名和代号（GB251281)GB251281)命名：命名：命名：命名：命名：命名：牌号牌号牌号牌号牌号牌号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号类组名称类组名称类组名称类组名称类组名称类组名称“牌号牌号牌号牌号”即该工作介质产品在即该工作介质产品在即该工作介质产品在即该工作介质产品在4040时的运动粘度等级，时的运动粘度等级，时的运动粘度等级，时的运动粘度等级，并在级前冠以并在级前冠以并在级前冠以并在级前冠以“N”N”字符，以区别于其他温度下字符，以区别于其他温度下字符，以区别于其他温度下字符，以区别于其他温度下的运动粘度等级。的运动粘度

22、等级。的运动粘度等级。的运动粘度等级。“尾注号尾注号尾注号尾注号”HH由石油烃叠合或缩合等工艺制造由石油烃叠合或缩合等工艺制造由石油烃叠合或缩合等工艺制造由石油烃叠合或缩合等工艺制造G G 具有良好的粘滑特性具有良好的粘滑特性具有良好的粘滑特性具有良好的粘滑特性,减少导轨爬行减少导轨爬行减少导轨爬行减少导轨爬行D D 具有良好的低温起动性能具有良好的低温起动性能具有良好的低温起动性能具有良好的低温起动性能K K 对镀银部件具有良好的抗腐蚀性对镀银部件具有良好的抗腐蚀性对镀银部件具有良好的抗腐蚀性对镀银部件具有良好的抗腐蚀性“类组名称类组名称类组名称类组名称”见上面分类表见上面分类表见上面分类表

23、见上面分类表山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油例：例：例：例：N 22 G N 22 G 普通液压油普通液压油普通液压油普通液压油牌号牌号牌号牌号牌号牌号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号类组名称类组名称类组名称类组名称类组名称类组名称山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油代号：代号：代号：代号：代号：代号：牌号牌号牌号牌号牌号牌号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号类组号类组号类组号类组号类组号类组号例：例：例：例：

24、YA-N 22 GYA-N 22 G类组号类组号类组号类组号类组号类组号牌牌牌牌牌牌 号号号号号号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号尾注号山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础矿物型液压油GB/T11118.11995名 称牌号（粘度等级）主要用途L-HL15、22、32、46、68、100常用于低压液压系统L-HM15、22、32、46、68适用于低、中、高压液压系统L-HG32、68适用于液压和导轨润滑系统合用的机床L-HV10、15、22、32、46、68、100适用于环境温度变化较大和工作条件恶劣的（野外工程和远洋船

25、舶）低、中、高压液压系统山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压油液压油四、液压油的选用1.1.确定液压油的品种确定液压油的品种确定液压油的品种确定液压油的品种石油型液压油（矿物油）是液压传动系统中使用最广泛的工石油型液压油（矿物油）是液压传动系统中使用最广泛的工石油型液压油（矿物油）是液压传动系统中使用最广泛的工石油型液压油（矿物油）是液压传动系统中使用最广泛的工作介质。作介质。作介质。作介质。如何选用？如何选用？使用性能使用性能工作环境工作环境例：普通液压油是以精制的石油润滑油馏分、并例：普通液压油是以精制的石油润

26、滑油馏分、并例：普通液压油是以精制的石油润滑油馏分、并例：普通液压油是以精制的石油润滑油馏分、并添加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂制成的。主添加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂制成的。主添加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂制成的。主添加有抗氧化、防锈和抗泡等添加剂制成的。主要应用于环境温度要应用于环境温度要应用于环境温度要应用于环境温度0 0以上的各种各种精密机床的以上的各种各种精密机床的以上的各种各种精密机床的以上的各种各种精密机床的液压和液压导轨系统。液压和液压导轨系统。液压和液压导轨系统。液压和液压导轨系统。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力

27、学基础液压流体力学基础2.2.确定压油的粘度确定压油的粘度确定压油的粘度确定压油的粘度如何选用？如何选用？工作压力工作压力环境温度环境温度运动速度运动速度压力压力压力压力压力压力温度温度温度温度温度温度速度速度速度速度速度速度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度粘度液压油液压油 液压系统的工作压力液压系统的工作压力液压系统的工作压力液压系统的工作压力 压力压力压力压力高，要选择粘度较大的液压高，要选择粘度较大的液压高，要选择粘度较大的液压高，要选择粘度较大的液压油液油液油液油液环境温度环境温度环境温度环境温度 温度高，选用粘度温度高，选用粘度温度高，选用粘度温度

28、高，选用粘度较大的液压油。较大的液压油。较大的液压油。较大的液压油。运动速度运动速度运动速度运动速度 速度高，选用速度高，选用速度高，选用速度高，选用粘度较低的液压油。粘度较低的液压油。粘度较低的液压油。粘度较低的液压油。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础五、使用使用液压油时应注意什么1.1.保持液压油保持液压油保持液压油保持液压油清洁清洁清洁清洁，防止金属屑和纤维等，防止金属屑和纤维等，防止金属屑和纤维等，防止金属屑和纤维等杂质进入油中；杂质进入油中；杂质进入油中；杂质进入油中；2.2.定期检查油液质量和油液高度；

29、定期检查油液质量和油液高度；定期检查油液质量和油液高度；定期检查油液质量和油液高度；3.3.应保证油箱的温升不超应保证油箱的温升不超应保证油箱的温升不超应保证油箱的温升不超过液压油允许的范围，过液压油允许的范围，过液压油允许的范围，过液压油允许的范围，一般不得超过一般不得超过一般不得超过一般不得超过7070。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础作业作业液压油的选用原则山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.2流体静力学流体静力学流体静力学流体静

30、力学流体静力学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是研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及其应用。下的力学规律及其应用。下的力学规律及其应用。流体力学流体力学流体力学流体力学流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学流体动力学流体动力学流体动力学流体动力学山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础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压力压力压力压力 =作用力作用力作用力作用力 面积面积面积面积作用力作用力作用力作用力 =压力压力压力压力 x x 面积面积面积面积山东技术学院山东技术学院山东技

31、术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础1 kg1 kg低压力低压力低压力低压力1 kg1 kg高压力高压力高压力高压力1 kg1 kg山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.1液体静压力液体静压力山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础注意：液压传动课程所说的注意：液压传动课程所说的“压力压力”就是物理学中的压强的概念。就是物理学中的压强的概念。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体

32、力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.2.液体静力学基本方程液体静力学基本方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.3压力的单位及表示方法压力的单位及表示方法单位：单位：单位：单位：我国法定计量单位的压力单位是我国法定计量单位的压力单位是PaPa（帕）（帕）（同（同IS)IS)1 Pa=1 N/m21 MPa=106 Pa在工程单位制中的压力单位是在工程单位制中的压力单位是 at at（工程大气压）（工程大气压）1at=1kg/cm2=9.8x104 N/m2 105 Pa=0.1 MP

33、a1 bar=105 Pa 1at 山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础压力压力绝对压力绝对压力相对压力相对压力以绝对真以绝对真以绝对真以绝对真空为基准空为基准空为基准空为基准以大气压以大气压以大气压以大气压为基准为基准为基准为基准真空度真空度绝对压力小于绝对压力小于绝对压力小于绝对压力小于大气压的数值大气压的数值大气压的数值大气压的数值（表压力）（表压力）（表压力）（表压力）（表压力）（表压力）山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础山东技术学院

34、山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础换算换算绝对压力绝对压力=相对压力相对压力+大气压力大气压力真空度真空度=大气压力大气压力-绝对压力绝对压力山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.4静压传递原理静压传递原理在密封的容器内施在密封的容器内施加于静止液体任意一点加于静止液体任意一点的压力将以等值传到液的压力将以等值传到液体各点体各点静压传递原静压传递原理（理（帕斯卡原理帕斯卡原理）。）。在不考虑液体自重所产生的压力时，可在不考虑液体自重所产生的压力时，

35、可以认为静止液体内部以认为静止液体内部各点的压力处处相等。各点的压力处处相等。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础帕斯卡原理帕斯卡原理压力的传递 静止液体静止液体密闭容器内压力密闭容器内压力等值传递。等值传递。流动液体流动液体压力传递时考虑压力传递时考虑压力损失。压力损失。例例 已知：已知：=900kg/m=900kg/m2 2 F F=10001000NN,A,A=1X101X10-3-3mm2 2 求：在求：在h h=0.50.5mm 处处p p=?=?解解 表面压力：表面压力：p p0 0=F/AF/A=1000

36、/1x101000/1x10-3-3=10106 6N/mN/m2 2 h h处的压力：处的压力：p p=p p0 0+ghgh=10106 6PaPa山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础帕斯卡原理 在密闭容器内，施加于静止液体在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点。的压力可以等值地传递到液体各点。这就是帕斯卡原理，也称为静压传这就是帕斯卡原理，也称为静压传递原理。递原理。图示是应用帕斯卡原理的实例，图示是应用帕斯卡原理的实例，作用在大活塞上的负载作用在大活塞上的负载F1形成液体压力形成液体压力p=

37、F1/A1。为防止大活塞下降，在小活为防止大活塞下降，在小活塞上由应施加的力塞上由应施加的力 F2=pA2=F1A2/A1。此可得：此可得：液压传动可使力放大，可使力缩小，液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。也可以改变力的方向。液体内的压力是由负载决定液体内的压力是由负载决定的。的。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础AF FGG500 kg500 kgD =100 mmD =100 mmD=20 mmD=20 mmp p?山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础

38、液压流体力学基础液压流体力学基础帕斯卡原理应用已知：D=100mm,d=20mm,G=5000kg 求：F=？G=mg=50005000kgx9.89.8n/kg（9.8m/s2）=49000=49000N 由p1=p2 则F/(d2/4/4)=G/（D2/4/4)F=(d2/D2)G =(20=(202 2/100/1002 2)49000=1960N)49000=1960N山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.2.5液体对固体壁面的作用力液体对固体壁面的作用力在在液液压压传传动动中中，略略去去液液体体自自重重产产

39、生生的的压压力力，液液体体中中各各点点的的静静压压力力是是均均匀匀分分布布的的，且且垂垂直直作作用用于于受受压压表表面面。因因此此，当当承承受受压压力力的的表表面面为为平平面面时时，液液体体对对该该平平面面的的总总作作用用力力F为为液液体体的的压压力力P与与受受压压面面积积A的的乘乘积积，其方向与该其方向与该平面相垂直平面相垂直。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术

40、学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础作业1叙述帕斯卡定律叙述帕斯卡定律山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2、3 液体动力学目的任务：目的任务：了解流动液体特性、传递规律了解流动液体特性、传递规律 掌握动力学三大方程、流量和结论掌握动力学三大方程、流量和结论重点难点：重点难点：流量与流速关系及结论三大方程流量与流速关系及结论三大方程及结论、物理意义及结论、物理意义山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3流体动力

41、学流体动力学流体动力学流体动力学流体动力学是研究液体流动时的运动规律、是研究液体流动时的运动规律、是研究液体流动时的运动规律、能量转换和流动液体对固定壁面能量转换和流动液体对固定壁面能量转换和流动液体对固定壁面的的的 作用力等问题。作用力等问题。作用力等问题。流体力学流体力学流体力学流体力学流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学流体动力学流体动力学流体动力学流体动力学山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.1 2.3.1 基本概念基本概念山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学

42、基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.1基本概念基本概念2.流线、流束、流管、通流截面：流线、流束、流管、通流截面：流线：流线：液流中各质点的速度方向相切的液流中各质点的速度方向相切的曲线曲线。流束流束：许多流线组成的一束曲线。许多流线组成的一束曲线。通流截面通流截面：垂直于流动方向的截面，也垂直于流动方向的截面，也称为过流截面。称为过流截面。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.1流量与平均速度流量与平均速度一、流量一、流量单位时间单位时间内流过某一内流过某一截面截面的流体的的流体的体体积积，用，用q表示

43、。表示。例：例：在水龙头旁要灌满一个在水龙头旁要灌满一个10升大小升大小的水桶，需要约的水桶，需要约1分钟时间，则该水龙头分钟时间，则该水龙头的流量就是的流量就是10l/min。q=V/t在在在在IS IS中：中：中：中：q q 的单位为的单位为的单位为的单位为 m m3 3/s/s；在工程上常用；在工程上常用；在工程上常用；在工程上常用 L/minL/min。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础例：例：某液压系统泵的流量 4.2 l/min，求10秒钟系统排出液体的体积？解：解：解：解：q =q =4.2 4.2 l

44、 l/min=4.2/60 /min=4.2/60 l l/s ;t=10s/s ;t=10s 根据根据根据根据 q q=V/t =V/t 导出导出导出导出V=V=q q x tx t V=V=4.2 4.2 x 10/60 (x 10/60 (l l s s /s)/s)V=V=0.7 0.7 l l结论：每分钟结论：每分钟4.24.2升的流量，在升的流量，在1010秒钟内排出的液体秒钟内排出的液体体积为体积为0.7 0.7 l l流量流量=升升/分钟分钟 (l/min)1 l=1000 立方厘米立方厘米(cm3)山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基

45、础液压流体力学基础液压流体力学基础二、平均流速二、平均流速由于液体的粘性，液体在流动过程中各层的由于液体的粘性，液体在流动过程中各层的速度是不相等的，为了研究问题的方便，速度是不相等的，为了研究问题的方便，假设液假设液体是无粘性、不可压缩的理想液体体是无粘性、不可压缩的理想液体。这样液体在。这样液体在通流截面上流速均匀分布，称为通流截面上流速均匀分布，称为平均流速平均流速，用，用v 表示。表示。单位（单位（SI）m/s山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.2连续性方程连续性方程根据根据质量守恒定律质量守恒定律，液

46、体在密封管道，液体在密封管道内作内作恒定流动恒定流动时，设液体不可压缩，则时，设液体不可压缩，则单单位时间位时间内流过内流过任意截面任意截面的的质量相等质量相等。A1v1=A2v2q=Av=c (c为常数）为常数）即：液体流过流管即：液体流过流管不同截面不同截面的流量是的流量是不变的不变的山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础在在液压系统液压系统中采用的中采用的液体液体一般认为是一般认为是不可压不可压缩缩的，上

47、述方程反映了的，上述方程反映了液体连续性液体连续性的概念。是液的概念。是液压传动中的压传动中的基本基本概念之一。概念之一。连续性方连续性方程程提供了提供了流经管道流经管道中的中的流速流速和和流通流通截面积截面积的关系。的关系。在同一管路中通流在同一管路中通流截面大截面大的地方液体的地方液体流速小流速小，反之通流反之通流截面小截面小的地方液体的地方液体流速大。流速大。当通流面积一定时，通过液体的流量越大，当通流面积一定时，通过液体的流量越大，其流速也越大。其流速也越大。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3流体的

48、伯努利方程流体的伯努利方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3 2.3.3 伯努利方程伯努利方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.3 2.3.3 伯努利方程伯努利方程伯努利方程伯努利方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.4动量方程

49、动量方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.4动量方程动量方程山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.3.4动量方程动量方程1 12 2-动量修正系数，湍流动量修正系数，湍流=1=1，层流，层流=4/3=4/3山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.4管路中液体的压力损失管路中液体的压力损失由于流动液体具有由于流动液体具有粘性粘性，以及流动时突然转弯或通过，以及

50、流动时突然转弯或通过阀口会产生阀口会产生撞击撞击和和旋涡旋涡，因此液体流动时必然会产生，因此液体流动时必然会产生阻力阻力。为了克服阻力，流动液体会为了克服阻力，流动液体会损耗损耗一部分一部分能量能量，这种能量损，这种能量损失可用液体的失可用液体的压力损失压力损失来表示。来表示。压力损失即是伯努利方程中的压力损失即是伯努利方程中的h hww项。项。压力损失由压力损失由沿程压力损失沿程压力损失和和局部压力损失局部压力损失两部分组两部分组成。成。危害：使液压系统温度升高。山东技术学院山东技术学院山东技术学院山东技术学院液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础液压流体力学基础2.4.1 液体的