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jdxyr@126.com 第2章 液压流体力学基础 第2章 液压流体力学基础 2.1 液压油主要的物理性质 2.2 液体静力学基础 2.3 流动液体力学 2.4 液体流动时的压力损失 2.5 孔口和缝隙流量 2.6 空穴现象和液压冲击 2.1 液压油主要的物理性质 一 流体的密度 二 体积膨胀系数和压缩系数 体积弹性系数（弹性模量）概念 液压弹簧及其刚度计算 三 流体的粘性 粘性的度量——粘度 粘度与温度、压力的关系 举例： 2.2 液体静力学基础 静止液体不呈现粘性 一 静压力的及其性质 二 静止液体基本方程⑴ 二 静止液体基本方程⑵ 三 压力的表示方法 四 基本方程应用举例 五 基本方程在液压传动中的应用 六 压力对固体壁面的液压作用力 2.3 流动液体力学 一 连续性方程——质量守恒定律⒈基本思想 ⒉连续性方程的推导 ⒊连续性方程的物理意义 ⒋连续性方程应用举例 ⒌连续性方程在液压传动中的应用 二 伯努利方程——能量守恒定律 引言： ⑴流动液体质点加速度 二 伯努利方程——能量守恒定律 引言： ⑵关于液体加速度的讨论 ⒈理想液体的运动微分方程 ⒉理想液体的伯努利方程 伯努利方程的物理意义 ⒊实际液体的伯努利方程 ⒋伯努利方程应用举例 ⒋伯努利方程应用的关键 例题 解答 理想的不可压缩液体在重力场中作恒定流动时，沿流线上任意点处的位能、压力能和动能之和是常数。三者之间可以相互转换。 恒定流场中，任意一点上的能量由位能、压力能和动能三部分组成，它们之和为常数，即能量守恒。 通常取两个通流截面，在通流截面上压力处处相同，用平均流速代替截面上的实际流速，考虑从1—1截面流到2—2截面的能量损失，有： 注意：①缓变流动；②动能修正问题；③压力损失问题。 方程 讨论 蜕化为静止液体基本方程； 水平流动 流速低的地方压力高，流速高的地方压力低。为什么？动能→←压力能。 为什么公海中两船不能并行行驶？ 为什么闸门处禁止游泳？ 河底的古碑往上游还是往下游去寻找？ 生活中的例子 * * 所谓力学就是研究物体机械运动的科学。由于研究的对象不同，力学有许多分支，流体力学是以流体为对象，主要研究流体和流体及流体和固体之间的作用和反作用，也就是研究流体机械运动的规律，并把这些规律应用到有关的工程技术部门中去的力学分支。液压流体力学是研究流体整体机械运动的普遍规律，以及运用这些规律进行液压技术工程计算的科学。 液压传动是以油液为工作介质（传动件），通过油液进行能量转换和传递的传动方式。液压流体力学是液压、气动系统和元件工作过程及流体动力计算的理论基础，是正确分析和利用这些系统和元件的理论依据。 力是物体运动的根本原因。 连续介质假设 由于流体力学研究流体宏观表象的运动，并不顾问它的内部微观结构，因此，我们以宏观的质点作为介质的基本单位，一个质点可包含着一群分子，质点的运动参数即为该群分子运动参数的统计平均值，并且认为介质质点与质点间没有间断的空隙，而是连绵不断组成的，即把流体看成具有绵续性的连续介质。这样，在流体中的运动参数将是空间点座标和时间的连续函数，这样就能采用数学工具来处理解决问题。 定义 严格的定义：流体质量在空间点上密集的程度。 单位： 数学上的 ，物理上指体积趋向于空间中的一个点。 一般的定义：单位体积流体内所含流体的质量。 对于均质流体 密度是空间点坐标和时间的函数： 密度与流体压力、温度有关，随压力增加减小，随温度增高减小。换言之，密度还是压力、温度的函数，这个函数称为流体的状态方程： 在给定点 处展成一次泰勒级数近似式： 式中负号表示温度增加密度下降。 写成增量形式： 密度对压力、温度的变化率不便于测量，采用相对量，有 在质量不变时，即 有 定 义 体积 膨胀 系数 当压力不变时，在温度的 变化下，流体密度（体积） 所产生的相对变化量 体积 压缩 系数 当温度不变时，在压力的 变化下，流体密度（体积） 所产生的相对变化量 ； 流体受压力作用，体积减小的性质称为压缩性。 工程上常用体积压缩系数k的倒数来表示压缩性，k的倒数用κ表示，称为体积弹性系数，即 当温度不变时，产生一个单位 体积的相对变化率所需要的压 力变化量。κ越大（k越小） 表示流体越不容易被压缩。 对于液压油有： 单位 物理 意义 注意 三个 问题 含气量对压缩性的影响 等效体积弹性系数的计算。 液压弹簧的概念、刚度系数计算、影响。 封闭在容器中的液体在外力作用下的情况类似弹簧，外力增大体积减小，外力减小体积增