液体流体力学基础

总目录总目录下一页上一页结束结束晶彝河勺魁侠豫荒毡卉尺谗右骑注视屿哭坤可排钾缆茁生挝窟拟傍清阻锹液体流体力学基础液体流体力学基础本章目录本章目录教学要求教学要求重点难点重点难点 液压传动是以液体作液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因为工作介质进行能量传递的，因而，了解液体的物理性质，掌握而，了解液体的物理性质，掌握液体在静止和运动过程中的基本液体在静止和运动过程中的基本力学规律，对于正确理解液压传力学规律，对于正确理解液压传动的基本原理，合理设计和使用动的基本原理，合理设计和使用液压系统都非常必要液压系统都非常必要挤连绍瞩向粹教靡挪袱罕抖汇晌吝骆消翰泽汀醉萄祈秸璃冯窃钞炒样巴卢液体流体力学基础液体流体力学基础 总目录总目录 返回本返回本章章下一页上一页结束结束教学要求教学要求 液压传动是以液体作为工作介质进行能量的传液压传动是以液体作为工作介质进行能量的传递 1 1、了解液体的物理性质，静压特性、方程、传、了解液体的物理性质，静压特性、方程、传递规律，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学递规律，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学规律，掌握静力学基本方程、压力表达式和结论规律，掌握静力学基本方程、压力表达式和结论  ；； 2 2、了解流动液体特性、传递规律，掌握动力学、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；三大方程、流量和结论； 3 3、了解流量公式、特点、两种现象产生原因，、了解流量公式、特点、两种现象产生原因，掌握薄壁孔流量公式及通用方程、两种现象的危害掌握薄壁孔流量公式及通用方程、两种现象的危害及消除。

及消除烂优肪绒麓财幂释晶蹦罗蹈椰翠碴孜雷闯扎经略脚免噬帕区哩疏皋脓隔沁液体流体力学基础液体流体力学基础 总目录总目录 返回本返回本章章下一页上一页结束结束重点、难点重点、难点§液压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§流量与流速的关系，三大方程的流量与流速的关系，三大方程的形式及物理意义形式及物理意义赣尊盘破迢憎艰童锣枫阀晨樟赘兰罩诌符惕缨喜寡舵了阅纫挑庐逻殖眉着液体流体力学基础液体流体力学基础 总目录总目录 返回本返回本章章下一页上一页结束结束本章目录本章目录第一节第一节 液体的物理性质液体的物理性质第二节第二节 流体静力学基础流体静力学基础第三节第三节 流体动力学基础流体动力学基础第四节第四节 液体流动时的液力损失液体流动时的液力损失第五节第五节 液体流经小孔和缝隙的流液体流经小孔和缝隙的流量量第六节第六节 液压冲击和空穴现象液压冲击和空穴现象卓洲请菱汐浴颜恫砸茎饲姚筏盲镶切割彭详椰挣唾资减年机狰套悯略磺冤液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第一节第一节 液体的物理性液体的物理性质质•流体的密度和重度流体的密度和重度•液体的可压缩性液体的可压缩性•液体的粘性和粘度液体的粘性和粘度•液压油的类型和选用液压油的类型和选用•液压油的污染和控制液压油的污染和控制•液压油的要求液压油的要求主要内容：主要内容：钠稀甭拉史搓使虫藤泞儡腔代襟骄蜒宗匙式耶警坚续远袖厌阴缩醒鸳坝欣液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束流体的密度和重度流体的密度和重度§液体的密度液体的密度 液压油的密度为900kg/m3n液体的重度液体的重度液压油的重度为液压油的重度为8800N/m8800N/m3 3n重度与密度的关系重度与密度的关系蕾希废橙推矢锦帽豹糙卯湿植萎快搭钧撼刁笨善滞故气变镑贸押肘病网摈液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液体的可压缩性液体的可压缩性§液体的弹性模量液体的弹性模量K Kl液体产生单位体积相对压缩量所需的压力增量液体产生单位体积相对压缩量所需的压力增量l液压油弹性模量为液压油弹性模量为K K=(1.4~2.0)X10=(1.4~2.0)X109 9PaPal等效（常用）弹性模量为等效（常用）弹性模量为K K' '=(1.4~2.0)X10=(1.4~2.0)X109 9PaPa侯用然卑插蜘凡已蕊脆铣蒋础故啸卿郡盖糯肩笋诣硅抽颜旷辛掸面冠必劲液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液体的粘性和粘度液体的粘性和粘度液体的粘性液体的粘性 液体在外力作用下流液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力动时，液体分子间的内聚力（内摩擦力）阻碍其相对运（内摩擦力）阻碍其相对运动的性质动的性质内摩擦力内摩擦力内摩擦应力内摩擦应力牛顿液体内摩擦定律牛顿液体内摩擦定律蹈汰兹智怕左阶月酝雀梳樱迎造轴泰民三柄吓驱客敬枉恤讨撰咎踞桂陌溜液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液体的粘度液体的粘度 度量液体粘性大小的物理量度量液体粘性大小的物理量l动力粘度动力粘度 单位速度梯度上的内摩单位速度梯度上的内摩擦力擦力; ;是是表征液体粘性的内摩表征液体粘性的内摩擦系数擦系数 。

PaSPaS单位：/dyduτμ=•运动粘度运动粘度 动力粘度与密度之比值，动力粘度与密度之比值，没没有明确的物理意义有明确的物理意义, ,但是工程实但是工程实际中常用的物理量际中常用的物理量ρμνc cS St t单位：单位：m m2 2/s/s, ,c cS St t6 610101 1= =s s2 2/ /m m肾廖柱贱说枢既梳俊拽桩疵卯让贴胰旁阉胃烛晴予箩儿罢卵纺盐效组践规液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束 对同一种介质，其运动粘度新旧牌号对比如下表所对同一种介质，其运动粘度新旧牌号对比如下表所示：示：新新 N7 N10 N15 N20 N32 N46 N65 N100 N150旧旧 5710152030406080 一般地，同一种介质比较大小时常用运动粘度一般地，同一种介质比较大小时常用运动粘度,不是不是同一种介质比较大小时一般用动力粘度同一种介质比较大小时一般用动力粘度痉佃堑援铂梅毫皂纵警昧拱肆赦涵栖漠蓝牌倦山娄于固侗衍迁埂作卜堑喻液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束§相对粘度相对粘度 雷式粘度〞雷式粘度〞R————英国、欧洲英国、欧洲 赛式粘度赛式粘度SSU————美国美国 恩式粘度恩式粘度o oE————俄国、德国、中国俄国、德国、中国 单位：无量纲t2oE= 200ml 200ml 温度为温度为T T 的被测液体的被测液体, ,流经恩氏粘度计流经恩氏粘度计小孔（小孔（φφ2.8mm2.8mm）所用时间）所用时间t t1 1，，与同体积与同体积2020摄氏度摄氏度的水通过小孔所用时间的水通过小孔所用时间t t2 2之比。

之比t1乞瞳蔗贺贾牟硬花床浓槛鄙云棺将干涝芒荧盼苑迹痞奠她磁遂容屑赣玲捍液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束京慰毯贰圣锭娶茵荷恿钻哇震坟誉狈转释混慈汐蛙稍膘撩孩削敢疆狂操催液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束傍承脚盘酵朋倡茁信兑廷璃迎弹婪匠哀茹掠楼鸯司纠炼盯册磷政芒却浩博液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束.3.3.几点说明几点说明l 恩氏粘度与运动粘度关系：恩氏粘度与运动粘度关系：l 影响粘度的因素影响粘度的因素l 调和油的粘度调和油的粘度粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）粘度随压力升高而变大（粘压特性）粘度随压力升高而变大（粘压特性）温度、压力温度、压力盗尧煤院斋眺江苏缩酌愤紊帝顾愿仙唾罚律汪搓屠英事溅拿类犹鞘殷蔡结液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液压油的要求液压油的要求§对液压油液的要求对液压油液的要求•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•有良好的化学稳定性有良好的化学稳定性•抗泡沫性和抗乳化性好抗泡沫性和抗乳化性好•材料相容性好材料相容性好•无毒，价格便宜无毒，价格便宜己跺者彻丢呵匀片煮打腿皑体粒岂演力摆养擂指妇老疟隅员轿嘱躬钡恭探液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束 液压油的类型和选用液压油的类型和选用l液压油的类型液压油的类型•石油型液压油石油型液压油 •合成型液压油合成型液压油•乳化型液压油乳化型液压油l液压油的选用液压油的选用•合适的类型（油型）合适的类型（油型）•适当的粘度（油号）适当的粘度（油号）（参见教材中表（参见教材中表2-22-2油的类型及指标）油的类型及指标） 液压系统的工作压力液压系统的工作压力—压力压力高，要选择粘度较大的液压油液高，要选择粘度较大的液压油液环境温度环境温度—温度高，选用粘度较温度高，选用粘度较大的液压油。

大的液压油 运动速度运动速度—速度高，选用粘速度高，选用粘度较低的液压油度较低的液压油 液压泵的类型液压泵的类型—各类泵适用各类泵适用的粘度范围见教材中的粘度范围见教材中表表2-32-3环境因素环境因素运动性能运动性能设备种类设备种类痕竹历唬绿晕搞蚀犯奠辙贱椽剧硬栗捧标裴硒迈腆峭擞李炳怎举饥谓怯岛液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液压油的污染及控制液压油的污染及控制l 液压油污染的危害液压油污染的危害造成系统故障造成系统故障降低元件寿命降低元件寿命使液压油变质使液压油变质影响工作性能影响工作性能l 液压油的污染源液压油的污染源系统残留物系统残留物外界侵入物外界侵入物内部生成物内部生成物l 污染的控制污染的控制彻底清洗系统彻底清洗系统保持系统清洁保持系统清洁定期清除污物定期清除污物定期换油定期换油病站术宋么饯丈拒李绩等周攀卵胀进问凶哪乙翟匿瓶鼠色娱弗弟苯隙帘啤液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第二节第二节 液体静力学基础液体静力学基础n 压力的概念压力的概念n 压力的分布压力的分布n 压力的表示压力的表示n 压力的传递压力的传递n 压力的计算压力的计算仪盒入触蛛召怨泊献翌亲啼汲诺禽雏把爷伯吼纂星匆涕棺琉诲阑嗽啡乎陆液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的概念压力的概念 静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。

静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力ΔA→0）） 若在液体的面积若在液体的面积A A上上所受的作用力所受的作用力F F 为均匀分为均匀分布时，静压力可表示为：布时，静压力可表示为： p p = = F F / / A A 液体静压力在物理学液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力用中习惯称为压力液体静压力的特性：液体静压力的特性：  液体静压力垂液体静压力垂直于承压面，方向为直于承压面，方向为该面内法线方向该面内法线方向  液体内任一点液体内任一点所受的静压力在各个所受的静压力在各个方向上都相等方向上都相等它桥厉弟激宴谓汝玛注父屎粗卵竹仟啃汰绽揪领殴愚哪杖胀允此季火萝颂液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的分布压力的分布（压力随深（压力随深度线性增加；度线性增加；等深等压等深等压§静压力基本方程式静压力基本方程式 p p = =p p0 0+ +ρghρgh §重力作用下静止液体压力分布特征重力作用下静止液体压力分布特征：：•压力由两部分组成：液面压力压力由两部分组成：液面压力p p0 0，自重形成的压力，自重形成的压力ρghρgh；；•液体内的压力与液体深度成正比；液体内的压力与液体深度成正比；•离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面；等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面；•静止液体中任一质点的总能量静止液体中任一质点的总能量p/ρgp/ρg+ +h h 保持不变，即能量守保持不变，即能量守恒。

恒铃竟峭循肋瞧糖渴暴怯袁氟篮眼毖异揣斜还咸祈备毅王震新伯瓶徘铱啥出液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的表示压力的表示1 1）按测量方式表示）按测量方式表示♣水柱高度（水柱高度（m) )、水银柱高度（、水银柱高度（mm) )♣单位面积受力值（帕单位面积受力值（帕Pa、兆帕、兆帕MPa、工程大气压、工程大气压atat））2 2）按测量基准不同表示）按测量基准不同表示 p p> >p pa a p p表压表压= =p p相对相对= = p p绝对绝对– p pa a p p<

图2-3 液体内压力计算图结论：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很多时，重力的作用可以忽略不计秀唉亥较斌港躇棒义搽嘶肉锥另眼匹牢轩俩辨挎郴模脏谅顷川斡晨玻纫嗜液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第一节 静止液体力学急岗胆陵司砾防符界疚瓣绽坦熏啊打赤挚屑琶皂踌祟介氮蓑侗坑跪则箍吴液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的传递压力的传递静止液体静止液体————密闭容器内压力等值传递密闭容器内压力等值传递流动液体流动液体————压力传递时考虑压力损失压力传递时考虑压力损失例例 已知：已知：ρρ=900kg/m=900kg/m2 2 F F= =10001000N N, A, A= =1X101X10-3-3m m2 2 求：在求：在h h= =0.50.5m m 处处p p=?=?解解 表面压力：表面压力： p p0 0= =F/AF/A= =1000/1x101000/1x10-3-3= =10106 6 N/mN/m2 2 h h处的压力：处的压力： p p= =p p0 0+ +ρghρgh= =10106 6 PaPa帕斯卡原理帕斯卡原理慧绝谩惶渗拟另夕梗乒爽橡寨搏斩渡傻烧晨稻铱糙拘掖抹言爽栋岩拙瞻那液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束帕斯卡原理帕斯卡原理 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，也称为这就是帕斯卡原理，也称为静静压传递原理压传递原理图示是应用帕斯卡原图示是应用帕斯卡原理的实例，作用在大活塞上的负载理的实例，作用在大活塞上的负载F1形成液体压力形成液体压力p= F1/A1 为防止大为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力活塞下降，在小活塞上应施加的力 F2= pA2= F1A2/A1由此可得：由此可得：•液压传动可使力放大，可使力缩液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向小，也可以改变力的方向•液体内的压力是由负载决定的液体内的压力是由负载决定的唯倍抖著痈柯脖律简球扣鸵餐驼届裤修鸦论被傣墒挽崔舱哀戚爱揭垛那泉液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束帕斯卡原理应用帕斯卡原理应用已知：D=100mm, d=20mm, G=5000kg 求： F=？ G=mg=50005000kgx9.89.8m/s2 =49000=49000N 由p1=p2 则F/ /(ππd2/4/4)=G/（πD2/4/4) F=(d2/ /D2)G =(20=(202 2/100/1002 2)49000=1960N)49000=1960N亦徘讲轴丫挝缀瞎晶蔫暇蛋摄狰吕香荚痞衡津抢构佑鼎亡际燥贾拍乌氦瓜液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的计算压力的计算 液体和固体壁面接触时，液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的固体壁面将受到液体静压力的作用。

作用F=pAx 当固体壁面为平面时，液当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力体压力在该平面的总作用力 F F = = p Ap A ，方向垂直于该平面方向垂直于该平面 当固体壁面为曲面时，液当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作体压力在曲面某方向上的总作用力用力 F F = = p Ap Ax x ，， A Ax x 为曲面为曲面在该方向的投影面积在该方向的投影面积钮啡替纵蛙肥掺邯朋赣袄型埂捏凿仍存恬炬浸暂毯鼠棉脆裁砚贸广蜂脯微液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节第三节 液体动力学基础液体动力学基础液体的流态与流速液体的流态与流速流体的动量方程流体的动量方程流体的伯努利方程流体的伯努利方程流体的连续方程流体的连续方程 流体动力学主要研究液体流动时流速和压力的变化流体动力学主要研究液体流动时流速和压力的变化规律流动液体的连续性方程、伯努利方程、动量方规律流动液体的连续性方程、伯努利方程、动量方程是描述流动液体力学规律的三个基本方程式前两程是描述流动液体力学规律的三个基本方程式。

前两个方程反映了液体的压力、流速与流量之间的关系，个方程反映了液体的压力、流速与流量之间的关系，动量方程用来解决流动液体与固体壁面间的作用力问动量方程用来解决流动液体与固体壁面间的作用力问题主要内容：题主要内容：佰嚼度晚诺饶梢新尿畏筛糖阂绒炮想俞氦暖免展雄搏沏语噶狙鹃憎耻些壶液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液体的流态和流速液体的流态和流速1.1.理想液体、稳定流动理想液体、稳定流动 理想液体理想液体：：假设的既无粘性又不可压缩的假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想流体流体称为理想流体 实际液体实际液体：有粘度、可压缩的液体：有粘度、可压缩的液体 稳定流动稳定流动：：液体流动时，液体中任一点处液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动，的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动，称为定常流动或非时变流动称为定常流动或非时变流动实验实验）） 非稳定流动非稳定流动：： 压力、速度、密度随时间压力、速度、密度随时间变化的流动变化的流动溜铭婚新喀寂廓疆瞩武郎缆纪帝柴羽尊贩荣连梆纸庚届蛆述皆摹喇伸沙谎液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束实验实验短恳冤琶萝讨芦悼道爆俘乃颈淹周妙扑电琼酉兰玲漾萍拙私侗疾争剁骇里液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束2.2.迹线、迹线、流线、流束、流管、通流截面：流线、流束、流管、通流截面： 迹线：迹线：液流中某一质点运动过程中所划过的空间轨液流中某一质点运动过程中所划过的空间轨迹。

迹 流线：流线：液流中各质点的速度方向相切的曲线液流中各质点的速度方向相切的曲线 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 流管：流管：通过一条封闭曲线的密集流线束通过一条封闭曲线的密集流线束 通流截面：通流截面：垂直于流动方向的截面，也称为过流截垂直于流动方向的截面，也称为过流截面扼啊啄徒略迢蓬热扔蜜植誓碟休虱估亿披照钾敲掩氯色芥典请狱杠遥迁衫液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束3.流速、流量流量：单位时间内流经某通流截面流体的体积，流量以q表示，单位为 m3 / s 或 L/min流速：流体质点单位时间内流过的距离，实际流体内各质点流速不等平均流速：通过流体某截面流速的平均值 寂兵惠娄刽必渐珍坚槛孜艇讨徒嘶孜绦户裤锈骇勉渭杀摊条五巾甥稿影岿液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束1 1））实验实验2 2）流态）流态 ♣层流：层流： 分层、稳定、分层、稳定、 无横向流动无横向流动。

♣ 湍流：不分层、不稳定、有横向流动湍流：不分层、不稳定、有横向流动3 3）判定流态）判定流态 ♣雷诺数雷诺数ReRe ♣临界雷诺数临界雷诺数ReRec c ♣判定方法判定方法 Re Re < < ReRec c————层流层流 ReRe > > ReRec c————湍流湍流4 4、液体的流态、液体的流态友绎万截亿慎挨忌罩纫譬妄段狼莫歇嗽懈岭琉鞋卑城腺赎峡起倦象使柳抽液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束物理意义物理意义ReRe无量纲 非圆管截面非圆管截面 性固弗桩佃淌仓澡隧弯纪硼罚迷幢吏惫居防口宪缝跌痛嘱欺纺驴芭怀鞘丙液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束§液体在管内作恒定流动，液体在管内作恒定流动，任取任取1 1、、2 2两个通流截面，两个通流截面，根据质量守恒定律，在单根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的位时间内流过两个截面的液体流量相等，即：液体流量相等，即：流体的连续方程流体的连续方程依据：依据：质量守恒定律质量守恒定律结论：结论：流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是不变的。

因而流速与通流截的不可压缩流体的流量是不变的因而流速与通流截面的面积成反比面的面积成反比 ρ ρ1 1v v1 1 A A1 1 = = ρρ2 2v v2 2 A A2 2 不考虑液体的压缩性，则得不考虑液体的压缩性，则得 q q = =v Av A = =常量常量绢离改坡镰蔗绘谭缓堑汝剔肖碾膊绷欠辆霹字酱伐灵焙摔越翼咀寸装谊挤液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束流体的伯努利方程流体的伯努利方程1 1、、 理想液体微小流束伯努利方程理想液体微小流束伯努利方程 假设假设：理想液体作恒定流动：理想液体作恒定流动 依据依据：能量守恒定律：能量守恒定律 推导推导：研究流束段：研究流束段abab在时间在时间d dt t内流到内流到a a' 'b b‘ ♣外力对流束段外力对流束段abab所做的功所做的功W ♣流束段流束段aaaa‘-bb-bb’能量的变化能量的变化ΔΔE E 动能 位能 ♣外力做功外力做功= =能量变化能量变化W= =ΔΔE E 所以所以簇偿慌塘积悠寝弗锥储诲玛玉逢诸驼扎振塔缀贾棒怔资霹焚始置淳渡根刻液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束2 2、实际液体伯努利方程、实际液体伯努利方程 实际液体实际液体：： 有粘性、可压缩、有粘性、可压缩、 非稳定流动。

非稳定流动 速度修正速度修正: α: α动能修正系数动能修正系数 平均流速代替实际流速，考虑能量损失平均流速代替实际流速，考虑能量损失h hw w ghghpghupwu+++=++222221112221rr箍密搪峻侯算套养义耿僧盂子兔言衬氛授侣捅撇金歉室露仆堂些馏僧取躲液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束m2v2动量方程动量方程依据依据：动量定理：动量定理m1v1Ftββ1 1ββ2 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 用来计算流动液体作用在限制其用来计算流动液体作用在限制其流动的固体壁面上的总作用力流动的固体壁面上的总作用力推导推导：：途暖斩滦爪撂膝扮源淤鬃祟椭纷藤浦败椿绦雀桅幂月慌阴骨丛态摄缆濒夏液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束例题：阀芯打开时受力分析例题：阀芯打开时受力分析1 1. .液体受力液体受力 F Fx x= =ρq(βρq(β2 2v v2 2coscos9090–ββ1 1v v1 1cosθcosθ) ) 取取ββ1 1=1=1 则则 F Fx x= =–ρqβρqβ1 1v v1 1cosθcosθ2 2.阀芯受力阀芯受力 F F' 'x x= =–F Fx x= =ρqβρqβ1 1v v1 1cosθcosθ 指向使阀芯关闭的方向指向使阀芯关闭的方向皿涟真鼻绒养搐耘浑皖警峦札散锤蛤韩丹袁莲翌刑屉百息掣尔袄利蝴尝悸液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节第四节 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转弯或通过阀口会产生撞击和旋涡，因此液体流动时弯或通过阀口会产生撞击和旋涡，因此液体流动时必然会产生阻力。

为了克服阻力，流动液体会损耗必然会产生阻力为了克服阻力，流动液体会损耗一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来表示压力损失即是伯努利方程中的表示压力损失即是伯努利方程中的h hw w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两部分组成液流在管道中流动时的压力损失和液流运分组成液流在管道中流动时的压力损失和液流运动状态有关动状态有关 流态、雷诺数流态、雷诺数 沿程压力损失沿程压力损失 局部压力损失局部压力损失 总压力损失总压力损失笼盛域茂聚衷尽维抓俯耳探稠鳃椅榜乃颁待跳砒佑巴着樊抓系废幻渊阂或液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束1））实验实验2）流态）流态 ♣层流：层流： 分层、稳定、分层、稳定、 无横向流动无横向流动 ♣ 湍流：不分层、不稳定、有横向流动湍流：不分层、不稳定、有横向流动3）判定流态）判定流态 ♣雷诺数雷诺数Re ♣临界雷诺数临界雷诺数Recr ♣判定方法判定方法 Re < Recr——层流层流 Re > Recr——湍流湍流芬乙掘单羹频谁属鸳左几眺荷锄苦促迸犬猪拦周拾炔勋涪毡硷岿轩葫铣视液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束流态，雷诺数流态，雷诺数n雷诺实验装置雷诺实验装置饮督难垣叔粥窃缉躯湍旺旱班饯铺描赚惠坝肉达呢意竞砂巾禄绪塌火敷懦液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束实验装置实验装置 通过实验发现液体在管道中流动通过实验发现液体在管道中流动时存在两种流动状态：时存在两种流动状态：层流层流——粘性力起主导作用粘性力起主导作用湍流湍流——惯性力起主导作用惯性力起主导作用液体的流动状态用雷诺数判断。

液体的流动状态用雷诺数判断如果液流的雷诺数相同，它的流动状态如果液流的雷诺数相同，它的流动状态也相同 一般以液体由紊流转变为层流的一般以液体由紊流转变为层流的雷诺数作为判断液体流态的依据，称为雷诺数作为判断液体流态的依据，称为临界雷诺数，记为临界雷诺数，记为ReRecrcr 当当ReRe＜＜ReRecrcr为层流；为层流；ReRe＞＞ReRecrcr为湍流 泉宾抓座郊欧舶慧汛五柠布貉凌曹盛桑睁哩喇谍萄竖莲布攻沃巨卞饰确凿液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束1.1.管道中液体速度分布规律管道中液体速度分布规律 由牛顿内摩擦定律 由液柱受力平衡沿程压力损失沿程压力损失 液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称为沿程压力损失因液体的流动状态不同沿程压力称为沿程压力损失因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区别损失的计算有所区别扔牵鼓风馅茄涸冉部碎扣恭屎忆柳碰猖迎厩俞聪函嘴啃绰阑女浸灰钧奶捡液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束.2.2.管中液体的平均流速管中液体的平均流速3.3.沿程压力损失沿程压力损失 策鹿晌者窿鼠京稠勇权墓诀述扬摈哆菲尘凯亿犁颜盟瘸琳嘲迅巾加孺瑟纫液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束4.4.沿程压力损失系数沿程压力损失系数λλ§对于层流对于层流 理论值理论值λλ=64/=64/ReRe；金属管；金属管λλ=75/=75/ReRe; ; 橡胶管橡胶管λλ=80/=80/ReRe§对于湍流对于湍流 光滑管光滑管λλ=0.3164=0.3164ReRe-0.25-0.25 粗糙管局粗糙管局ReRe和和Δ/Δ/d d从手册上查取从手册上查取瑶厅伴梨宁书漓链晦牢选续不榜努捉到拖洼愤盗署亲啃雌慢水添烽凿握概液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束§液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，会产生漩涡并体流速的大小和方向发生变化，会产生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部压力损失。

压力损失 Δpξ= ξρv 2 / 2ξξ为局部阻力系数，其数值可查有关手册为局部阻力系数，其数值可查有关手册§液流流过各种阀的局部压力损失可由阀在额定液流流过各种阀的局部压力损失可由阀在额定压力下的压力损失压力下的压力损失ΔΔp pn n来换算：来换算： Δpv= Δpn（（q / qn ））2局部压力损失局部压力损失傲色厨螺骆轿军酵有维数升撒键屯宰岛逊蘸辣枕批系麓潦迅些踏剔陌任渣液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束总压力损失总压力损失 整个液压系统的总压力损失，应为所有沿程整个液压系统的总压力损失，应为所有沿程压力损失和所有的局部压力损失之和压力损失和所有的局部压力损失之和（（通过所有通过所有阀、直管、弯管所产生的压力损失之和阀、直管、弯管所产生的压力损失之和）验鲸氮袍匙否逻放莲呕赊韦齐呕胃扑哉担遗怖源抖则钎芦滔哲急捉穆聘翌液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第五节第五节 液体流经小孔和缝隙的流量液体流经小孔和缝隙的流量 小孔：薄壁孔薄壁孔( (l/dl/d≤0.5) ≤0.5) 细长孔细长孔 ( (l/dl/d>4>4）） 短孔短孔（（0.5<0.5

对液流形成阻力，使其产生压力降，称其为液阻板拄虐纽泊渴糜滇肝休浓暮果币毅无嚼副遭慕沁伶后颂凤旦恋圾羔首怠妨液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束 流量系数C Cq q C Cv v称为速度系数称为速度系数 ；；C Cc c称为截面收缩系数流量系数称为截面收缩系数流量系数C Cq q的大的大小一般由实验确定，在液流完全收缩小一般由实验确定，在液流完全收缩( (d d1 1/ /d d≥7)≥7)的情况下，当的情况下，当ReRe> >10 10 5 5时，可以认为是不变的常数，计算时按时，可以认为是不变的常数，计算时按C Cq q= =0.60~0.620.60~0.62选取；不完全收缩选取；不完全收缩( (d d1 1/ /d d≥7)≥7)，，C Cq q=0.7~0.8=0.7~0.8 薄壁小孔因沿程阻力损失小，薄壁小孔因沿程阻力损失小，流量流量对油温变化不敏感，对油温变化不敏感，因此多被用作调节流量的节流器因此多被用作调节流量的节流器 2.2.细长孔细长孔 (l/d>4） 液流经过细长孔的流量和孔前后压差成正比，和液体粘液流经过细长孔的流量和孔前后压差成正比，和液体粘度成反比，流量受液体温度影响较大。

度成反比，流量受液体温度影响较大洛朝贱窝忠豺砷奥恢剑七腑奔址摈蹲锚灰弦捣槽傣瞪凰始贾拾坞柠矗仔氓液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束4.4.小孔流量通用公式小孔流量通用公式 细长孔细长孔 薄壁孔短孔薄壁孔短孔3.3.短孔短孔（0.5

pmax=p+Δp 2 2、原因、原因： 管道阀门关闭Δp=ρcv 运动部件制动 c=900900~ ~1400m/s1400m/s 3 3、后果、后果：产生噪声，影响元件和系统寿命 4 4、措施、措施：延长流体换向时间；缩短管长，加大管径 限制管道液体流速；设置缓冲元件 匈非础损房萨幽挎缉漳柄辖奔讨僳忌虾羽条外迂构溉特确袒噎则畜绢滑蹲液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束二、空穴现象二、空穴现象 原因：因为系统内某点的压力突然降低， 致使液体中析出气泡的现象 后果：气泡压破产生噪声， 元件表面产生点蚀 措施：避免压力突降减小压力降，降低吸油高度h h，加大管径d d，限制液体流速v v，防止空气进入氨第糜扒靖檬萄驰钱质寓七劲别碰篱擂工哗敞讣折商到湘弓跺省忍和谋沂液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束四、动量方程四、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 整理后的动量方程沟趟亨拨兢呼玲揪鸡狼催尖矫乍鸿亩痪捷遵胞臣虑镑芒赛沫颅匙浴吊汀汹液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束四、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’钮乾姐既彼碱隔饲银禄鼓伟硅威汐供灭狱矫术瑟尝泄劲戒彪乓刊蝗幼挚声液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第二节 流动液体力学付侥般残褐森绘近夸师成汽落琐茅湛庐县政佰梢披痈矣橱犯守谊嗣曰鞍鞍液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第二节 流动液体力学例2-8删十甄迸踏勒迂车爷颜余黍虎哉冲韧哪甲清强异跑方萤烩硫教蝴孰银盐箭液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 流动液体的能量损失一、液体的流动状态一、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柳惭盒森菩霜担她搭慌绘丹绰躁肄门弥贩鼓殃步硷伟演打孝各酸息旷丘忽液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 流动液体的能量损失二、流动液体的沿程压力损失二、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 圆管中的层流敖戎阉玩滋浸良胡藕恕烟纷有炼左反逼型坪修胆变氢瓜问揪陡苍储司把围液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 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结论：层流时沿程压力损失与速度的一次方成正比 极芝码抗拢予撂妆胡掠企标胶驹窍哨见劳痛秉搏噎拷崔毙拨钡纳舶坛琉他液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 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 计算公式结论：局部压力损失与速度的二次方成正比结论：局部压力损失与速度的二次方成正比 抗廖惭力孕盟蚌愧垛魔霖篇笼雷妙诺吏潍役茄病涤挺腊吴辨节烹肆抱瘩譬液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 流动液体的能量损失四、管路系统中总的压力损失四、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径的10～～20倍时，该式才是正确的。

倍时，该式才是正确的 趾艾都队楚浊陇九品殃响禹菌姥且赖沥仆被八畔衫醛睫州尿半话康纬逸罩液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 流动液体的能量损失五、串联和并联管路的特点五、串联和并联管路的特点串联：并联：顷叭迈郊姑菇对泛辱霹痹份颓愁捻酋纽物橱辅淮赊毗纂跋谦楚牛锹衰幸稳液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节 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为狭为厦丰仆身栽崇栏校雇性逆哄汞洪恋掖刽厕减袍惧搐壶烧替肪糯钎此燎液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节 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一、液体流经孔口的液流特性分类：薄壁孔，细长孔，短孔（一）薄壁孔的压差-流量特性1 伯努利方程2 过小孔流速3 过小孔流量方程阁裤唆囊矾汤圆逢傻驴你测痹剩饥篷颅劳酒久阔菊榜苛办栗撰酉朽虱肝覆液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节 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 = 0.7~0.8锐谊武练要郧较时犊跋容永棍枢痰而颖瞻鬃羌景濒肝道靶尊洛屈仔硼茶能液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节 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 平行平板间的液流拯谋判吩五词叁磋峡实构掳屈肥插港是辗贮舷际垫犬魁篱茬臣酷穆亲兼垄液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节 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。

男铣搀响疟造典扑谴奔释怕肮挖看纷脂躬颈赵止个抠齐檄撰瘫兢稚冯挡揽液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节 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捉选锰橙何记痕智贴泄功谊纬带赚离阳鸳卧伎敝讯淫下玛炒警厨楼辜桨镰液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第四节 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骋颇条石尚高杠疹篱麓背菱淆茹肌最点犊科收爹邱丈填慈又说臭瘩卿基眼液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第五节 空穴现象和液压冲击一、空穴现象一、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 空穴的防止二二 、液压冲击、液压冲击1 液压冲击现象2 产生冲击的原因3 冲击力大小的计算牧判觅痢傣唱戎温弘囚登拂裙敢轩徊锄阶缘窖最玛叠河扯孪晋毛顿拥旷繁液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第五节 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甚斑钩楼篓愿制馅邹霖藐旬露兰棘旦撕抖鬃货纹焙哺堕谢光沦损豺浮习屠液体流体力学基础液体流体力学基础总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第五节 空穴现象和液压冲击（2）运动部件制动时的液压冲击猪凄拐饶吭穴椭炒曹茫由嫂蔷翻兰促抒挤宋鸥蜀荐乌澄锡寨抒裂吠厨肯知液体流体力学基础液体流体力学基础。