《液压与气压传动 教学课件 ppt 作者 马胜钢第二章 液压流体力学基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压与气压传动 教学课件 ppt 作者 马胜钢第二章 液压流体力学基础（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 液压流体力学基础 液压流体力学基础的内容、 重点、 难点、 基本要求。,静止液体的概念 液体内部宏观质点之间没有相对运动，液体作为一整体，也可静止，也可随容器作匀速运动 一、液体中的作用力 质量力 表面力 二、液体的压力 静压力有如下重要性质： 1) 液体的压力沿着内法线方向作用于承压面； 2) 静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。,第一节 静止液体力学,静压力,三、静止液体中的压力分布,第一节 静止液体力学,特点： 1）静止液体内任一点的压力等于液面上的压力p0与该点以上液体自重形成的压力之和。 2）同一液体中的静压力随着深度h的增加呈线性规律分布。 3）同一液体中深度相等的
2、各点的集合组成等压面，重力场中的等压面为一水平面。,四、压力的表示 绝对压力 相对压力 真空度,第一节 静止液体力学,图2-2 绝对压力、相对压力和真空度,例2-1 图2-3所示的容器内充有油液。已知油液的密度 900kg/m3，活塞上受到的重物作用力W10000N ，活塞直径d=0.2m ，忽略活塞的重量，比较活塞下方深度h1 = 1m和h2 = 0.1m处的压力。 结论： 当外加在液体上的力比液体重力作用所产生的压力大很多时重力的作用可以忽略不计,第一节 静止液体力学,图2-3 液体内压力计算图,第一节 静止液体力学,五、压力的传递 帕斯卡定律 六、液体静压力作用在固体壁面上的力,第一节
3、静止液体力学,图2-5 钢球式溢流阀结构简图,一、流动液体的基本概念 （一）理想液体与实际液体 （二）恒定流动与非恒定流动 （三）一维、二维、三维流动 （四）迹线、流线和流束 迹线：在某一时间间隔内流场中某一质点运动过程中所划过的空间轨迹 流线：流场空间各点在同一瞬时的运动状态曲线，在此瞬时，位于流线上的各个流体质点的流速方向与此线的切线方向重合,第二节 流动液体力学,对于恒定流动，流线与迹线相互重合 流束表面上每点的流速都只与流束表面相切而无法向分量,第二节 流动液体力学,（五）通流截面、流量和平均流速 引入平均流速v,第二节 流动液体力学,（六）流动液体的压力,二、连续性方程 1 取控制体
4、（如右图） 2 应用质量守恒定理 对于恒定流动液体： 结论： 在恒定流动中，同一管路中在各截面处流量相等,第二节 流动液体力学,第二节 流动液体力学,三、伯努利方程 （一）理想液体的运动微分方程 1取微元体：在某个瞬时，从理想液体的微小流束中取一小段作微元体，取曲线坐标，有： 2微元体上所受的力 质量力 惯性力 两端液面上的压力,第二节 流动液体力学,图2-9 理想流体的一维流动,3 应用牛顿第二定律 上式各项除以 （即质量 ）得欧拉方程,第二节 流动液体力学,（二）理想液体的伯努利方程 欧拉方程是一个运动微分方程，也是一个力的平衡方程。把该方程两边乘以距离，并沿微流束方向从截面1积分到截面2
5、，便可得到微元体流动时能量变化规律的表达式，即,第二节 流动液体力学,（2-8）,（2-9）,（2-10）,物理意义：位能、压力能、动能之和为常量,（三）实际液体的伯努利方程 1 粘性问题 2 全流束问题 3 动能修正系数 4 伯努利方程 在圆管层流状态下2 工程实际计算时1,第二节 流动液体力学,第二节 流动液体力学,第二节 流动液体力学,四、动量方程,1 取控制体作为研究对象,2 经过dt时间控制体内液体的动量变化,3 应用动量定理,4 动量修正系数,5 整理后的动量方程,四、动量方程,6 作恒定流动的液体 7 与其接触的固体壁面上的作用力F,第二节 流动液体力学,第二节 流动液体力学,例
6、2-8,第三节 流动液体的能量损失,一、液体的流动状态 1 雷诺实验 层流 紊流 2 雷诺数,非圆截面管道,水力半径,圆管,第三节 流动液体的能量损失,二、流动液体的沿程压力损失 （一）层流流动时的运动规律和沿程压力损失,1 取研究对象,2 受力分析,3 应用牛顿定理,令,4 积分,由液体内摩擦定理,图2-16 圆管中的层流,第三节 流动液体的能量损失,5 圆管中的流量 6 圆管通流截面上的平均速度 7 沿程压力损失公式,结论：层流时沿程压力损失与速度的一次方成正比,第三节 流动液体的能量损失,（二）紊流状态下的沿程压力损失,三、流动液体的局部压力损失 1 局部的概念 2 损失的机理 3 计算
7、公式,结论：局部压力损失与速度的二次方成正比,第三节 流动液体的能量损失,四、管路系统中总的压力损失 注意问题：应用上式时，只有在两个相邻局部障碍之间的长度大于管道直径的1020倍时，该式才是正确的。,第三节 流动液体的能量损失,五、串联和并联管路的特点 串联： 并联：,第三节 流动液体的能量损失,解 此类问题用实际液体的伯努利方程求解方便。 1）选取研究截面 2）判断所选截面处的液流状态 3）对所选截面列出伯努利方程，并对各参数进行分析 4）把截面上各参数代入伯努利方程，并整理,吸油管的流速v2为,第四节 流动液体过孔口和缝隙的液流特性,一、液体流经孔口的液流特性 分类：薄壁孔，细长孔，短孔
8、 （一）薄壁孔的压差-流量特性,1 伯努利方程,2 过小孔流速,3 过小孔流量方程,第四节 流动液体过孔口和缝隙的液流特性,（二）细长孔和短孔的压差-流量特性 短孔： （三）孔口通用压差-流量特性公式,细长孔,其中：Cd = 0.70.8,第四节 流动液体过孔口和缝隙的液流特性,二、液体流经缝隙时的液流特性 （一）平行平板间的压差流动特性 1 取微小单元体 2 受力分析 3 力平衡方程 4 整理 5 两次积分 6 缝隙的流量,剪应力,图2-21 平行平板间的液流,第四节 流动液体过孔口和缝隙的液流特性,（二）平行平板间的剪切流动特性 （三）平行平板间的压差剪切流动特性,“”号的确定如下：当移动
9、平板运动的方向和压差降低的方向相同时取“+”号，相反时取“-”号。,第四节 流动液体过孔口和缝隙的液流特性,（四）圆环缝隙的液流特性 1同心圆环缝隙的液流特性,图2-23 同心环形缝隙间的液流,第四节 流动液体过孔口和缝隙的液流特性,2流过偏心圆环缝隙的液流特性 见教材,图2-24 偏心环形缝隙间的液流,第五节 空穴现象和液压冲击,一、空穴现象 1 空穴现象 空气分离压 饱和蒸汽压 2 产生空穴的原因 3 空穴的危害 4 空穴的防止 二 、液压冲击 1 液压冲击现象 2 产生冲击的原因 3 冲击力大小的计算,第五节 空穴现象和液压冲击,（1）液流通道迅速关闭时产生的液压冲击,动量定理,整理,冲击波的传播速度,图2-25 液流速度突变引起的液压冲击,第五节 空穴现象和液压冲击,（2）运动部件制动时的液压冲击,
