新液压、液力与气压传动技术 教学课件 杨平 葛云 主编 第2章 液压与气压传动的基本知识.ppt

2.1 工作介质的性质 2.1 工作介质的性质 2.1 工作介质的性质 2.1 工作介质的性质 2.1 工作介质的性质 2.2 工作介质的种类与选择 2.2 工作介质的种类与选择 2.2 工作介质的种类与选择 2.3 工作介质的污染与控制 2.3 工作介质的污染与控制 2.3 工作介质的污染与控制 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.4 流体力学的基本概念 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.5 流体力学的能量方程 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.6 孔口和缝隙 2.7 空穴现象与液压冲击 2.7 空穴现象与液压冲击 2.7 空穴现象与液压冲击 2.8 液动力 2.8 液动力 2.8 液动力 2.8 液动力 式中，Re——流截面的水力半径，它等于液流的有效截面积 A 和它的湿周（有效截面的周界长度） x 之比，即 (2.17) 2、沿程压力损失 (2.18) （1） 层流时沿程阻力系数λ的确定 1）液流在直管中流动时的速度分布规律如图2.10所示。 (2.19) (2.20) 图2.10 圆管中液体作层流运动时的速度分布规律 2）圆管中的流量。 (2.21) 平均流速为： 3）沿程阻力系数λ。 层流时沿程阻力系数λ的理论值为λ=64/Re。 水的实际阻力系数和理论值很接近。 液压油在金属管中流动时，常取λ=75/Re；在橡皮管中流动时，取λ=80/Re。 层流的压力损失Δp与流速v的一次方程成正比，因为在λ的分母中包含有v的因子。 （2） 紊流时沿程阻力系数λ 当2.3×103＜Re＜105时，可用勃拉修斯公式求得 （2.23） 3、局部压力损失 （2.24） （2.25） 4、管路系统总压力损失 （2.26） 2.6.1 薄壁小孔 根据孔的长径比不同，通常将小孔分为三种：当小孔的长径比l/d≤0.5时称为薄壁孔，当l/d＞4时称为细长孔，当0.5＜l/d≤4时称为短孔。 图2.11为进口边做成锐缘的典型薄壁孔口。 图2.11薄壁小孔液流动 完全收缩（d1/d≥7 ）不完全收缩（ d1/d＜7）。 2.6.2 短孔和细长孔 液体流过细长孔流量公式，即 通用公式，即 （2.29） （2.30） 2.6.3 缝隙液流 内泄漏、外泄漏 缝隙流动有两种状况： 压差流动是由缝隙两端的压力差造成的流动； 剪切流动是形成缝隙的两壁面作相对运动所造成的流动。 1、平行平板缝隙的流量 （1）流过固定平行平板缝隙的流量 图2.12液体在固定平行平板间隙的流动 （2.31） （2）流过相对运动平行平板缝隙的流量 （2.32） （2.33） “±”号的确定方法如下：当长平板相对短平板移动的方向和压差方向相同时取“＋”号，方向相反时取“－”号。 2、圆环缝隙的流量 （1）流过同心圆环缝隙的流量 图2、13 同心圆环缝隙的液流 （2.34） 当相对运动速度u0=0时 （2.35） （2）流过偏心圆环缝隙的流量 若圆环的内外圆不同心，偏心距为e（图2.14），则形成偏心圆环缝隙，其流量公式为 （2.36） 【例2.2】某液压缸活塞直径为d=100mm，l=50mm，活塞与缸体内壁同心时的缝隙h=0.1mm，两端压力差是Δp=40×105Pa，活塞移动的速度v=60mm/min，方向与压差方向相同。油的动力黏度μ=20mm2/s，密度ρ=900kg/m3。试求活塞与缸体内壁处于最大偏心时的缝隙泄漏量。 图2.14 偏心圆环缝隙 【解】同心环的压差流量为 剪切流量为 最大偏心缝隙的泄漏量为 从本例可见，在缝隙的两表面相对运动速度不大的情况下，由剪切流动产生的泄漏量很小，可以忽略不计。 2.7.1 空穴现象 1、空穴现象的机理及危害 在液压系统中，如果某处压力低于油液工作温度下的空气分离压时，油液中的空气就会分离出来而形成大量气泡；当压力进一步降低到油液工作温度下的饱和蒸汽压力时，油液会迅速汽化而产生大量的气泡。这些气泡混杂在油液中，产生孔穴，使原来充满管道或液压元件中的油液成为不连续状态，这种现象一般称为空穴现象。 因空穴造成的腐蚀作用称为气蚀。气蚀会导致元件寿命