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1、2、3 液体动力学目的任务：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 重点难点：流量与流速关系及结论三大方程及结论、物理意义2、3 液体动力学研究内容: 研究液体运动和引起运动的原因，即研究液体流动时流速和压力之间的关系（或液压传 动两个基本参数的变化规律）主要讨论: 动力学三个基本方程2、3、1、基本概念理想液体、恒定流动1 理想液体：既无粘性又不可压缩的液体 2 恒定流动（稳定流动、定常流动）：流动液体中任一点的p、u 和都不随时间而变化流动.2、3、1、基本概念流线、流管和流束（动画演示）1 流线某一瞬时液流中各处质点运动状态的一条条曲线2 流束通过某截面上所有各点作出的
2、流线集合构成流束3 通流截面流束中所有与流线正交的截面（垂直于液体流动方向的截面 ）2、3、1、基本概念流量和平均流速流量单位时间内流过某通流截面液体体积qdq = v/t = udA整个过流断面的流量：q = AudA平均流速通流截面上各点均匀分布假想流 速q = vA = A udA v = q/A液压缸的运动速度A vv = q/A q = 0 v = 0q q vq v结论：液压缸的运动速度取决于进入液压缸的流量，并且随着流量的变化而变化。2、3、2 连续性方程 质量守恒定律在流体力学中的应用 1 1 连续性原理理想液体在管道中恒定 流动时，根据质量守恒 定律，液体在管道内既不能 增多
3、，也不能减少，因此单 位时间内流入液体的质量 应恒等于流出液体的质量 。2、3、2 连续性方程2 连续性方程 m1 = m21u1dA1dt = 2 u2dA2dt 若忽略液体可压缩性 1=2 = u1dA1 = u2dA2 动画演示 A u1dA1 = A u2dA2则 v1A1 = v 2A2或 q = vA = 常数结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相等的，因而流速和过流断面成反 比。2、3、3 伯努利方程能量守恒定律在流体力学中的应用 能量守恒定律：理想液体在管道中稳定流动时，根据能量守恒定律 ，同一管道内任一截面上的 总能量应该相等。或：外力对物体所做的功应该 等于该物体
4、机械能的变化量 。理想液体伯努利方程 1 外力对液体所做的功 W = p1A1v1dt - p2A2v2dt = (p1-p2) V2 机械能的变化量 位能的变化量： Ep = mgh = g V (z2 - z1)动能的变化量： Ek = mv2/2 =V(v22 - v21)/2根据能量守恒定律，则有：W = Ep + Ek (p1-p2) V= g V (z2-z1) +V(v22-v21)/2整理后得单位重量理想液体伯努利方程为： p1 +g Z1 +v12 / 2 = p2+g Z2 +v22/2 或 p/g +Z+ v2 /2g= C（c为常数）理想液体伯努利方程的物理意义在密闭管
5、道内作恒定流动的理 想液体具有三种形式的能量，即压力 能、位能和动能。在流动过程中，三 种能量之间可以互相转化，但各个过 流断面上三种能量之和恒为定值。动画演示实际液体伯努利方程 实际液体具有粘性 液体流动时会产生内摩擦力，从而损耗能量 故 应考虑能量损失h w，并考虑动能修正系数则实际液体伯努利方程为：p1/g + Z1 +1 v12 / 2g= p2/g + Z2 +2 v22/2g+ hw层流 =2 Rec为紊流 雷诺数物理意义：液流的惯性力对粘性力的无因次比 2、4、2 沿程压力损失（粘性 损失）定 义:液体沿等径直管流动时，由于液体的 粘性摩擦和质 点 的相互扰动作用，而产生的压力损
6、失。沿程压力损失产生原 因内摩擦因粘性，液体分子间摩 擦 摩擦 Re 4000） = 0、032+0.221Re-0.237 （3*106 Re 105 ） = 1、74+2lg（d/）-2 （Re 3*106 或 Re900d/ ） 紊流运动时，p比层流大 液压系统中液体在管道内应尽量作层流运 动 2、4、2 局部压力损 失定义 :液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀口 滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的紊动现象，由此而产生的损失称为局部损失。局部压力损失产生原 因产生原因： 碰撞、旋涡（突变管、弯 管)产生附加摩擦附加摩擦 只有紊流时才有，是由于 分子作横向运动时产生的 摩擦，即速度分布规律改 变，造成液体 的附加摩擦 。 局部压力损失公式pv = v2/2 标准阀类元件局部压力损失pv = pn(qv/qvn)2 2、4、4 管路系统的总压力 损失p = p +pv =l/dv/2+v2/2 p 热能 T q 散逸 污染 减小p的措施1 尽量L，突变 2 加工质量，力求光滑，合适 3 A，v 过高 p pv2 其中v的影响最大 过低 尺寸 成本 一般有推荐流速可供参考，见有关手册。 一般在液压传动中，可将压力损失写成如下 形式： p = p1 - p2
