液压与气动技术(第一二章).pptVIP

2.3.4 动量方程 液体作用于固体壁面的力，用动量方程求解较为方便。动量定理为作用于物体上的力的大小等于在力作用方向上的动量的变化率，即 对于恒定流动的液体，忽略其可压缩性，则 此为理想液体作恒定流动时的动量方程 2.3.4 动量方程 实际液体有黏性，用平均流速计算动量时，会产生误差，为修正误差，引入动量修正系数β,实际液体动量方程写为： 在紊流时β=1,层流时β=1.33 动量方程为一个矢量式，要计算外力在某一方向的分量，须将该力向给定方向进行投影计算，向x方向的分量 液体对管壁的作用力的大小与F相同，方向相反。 2.4.1 压力损失 实际液体具有黏性，在液体流动时各质点之间以及油液与管壁之间的摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻力称为液阻。为了克服阻力，就必然要消耗能量，这样就有能量损失。能量损失主要表现为压力损失。压力损失过大，将使功率消耗增加，油液发热，泄漏增加，效率降低，液压系统性能变坏。因此在液压技术中正确估算压力损失的大小，从而找到减少压力损失的途径。 油液从一处流到另一处，中间经过较长的直管路、弯曲管路，各种阀孔和管路截面的突变等。 由于液阻的影响使油液压力损失△p，即 △p=p1-p2 2.4.1 压力损失 液压系统中的压力损失分为两类：沿程压力损失、局部压力损失。 2.4.1.1 沿程损失 油液沿等径直管流动时产生的压力损失，这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。它主要取决于液体的黏度、流速、管路的长度以及油管的内径及粗糙度。管路越长，沿程损失越大。 油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示： ΔPλ=λ(l/d)(ρv2/2) 式中 λ－沿程阻力系数；l－直管长度； d –管道直径； v－油液的平均流速； ρ－油液密度。 公式说明了压力损失ΔP与管道长度及流速v的平方成正比，而与管子的内径成反比。至于油液的黏度，管壁粗糙度和流动状态等都包含在λ内。 2.4.1.2 局部损失 油液流经局部障碍（弯管、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡，引起油液质点间以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失。 液压系统中，由于各类原件的结构、形状和布局瞪圆一个，致使管路形式较为复杂，因而局部损失是主要的压力损失。 油液流动时的压力损失，会造成功率浪费，油液发热，黏度下降，使泄漏增加，同时液压元件受热膨胀会影响正常工作，甚至“卡死”。因此，必须采取措施尽量减少压力损失。 一般情况下，只要油液黏度适当，管路内壁光滑，尽量缩短管路长度和减少管路的截面变化和弯曲，就可以使压力损失控制在适当的范围。 影响压力损失的因素很多，精确计算比较复杂，通常采用近似估算的方法。 2.4.1.2 局部损失 液压泵最高工作压力的近似计算式： p泵=K压p缸 式中 p泵——液压泵最高工作压力 p缸——液压缸最高工作压力 K压——系统的压力损失系数，一般取值1.3～1.5，系统复杂或管路较长取较大值，反之取较小值。 2.4.2 流量损失 在液压系统正常工作情况下，从液 压元件的密封间隙漏过少量油液的 现象称为泄漏。 由于液压元件必然存在间隙，当间 隙两端存在压力差，就会有油液从这些 间隙中流过。因此，液压系统中的泄露 现象总是存在的。 高压腔 低压腔 2.4.1.2 局部损失 液压元件各零件间如有相对运动，就必须有一定的配合间隙。液压油就会从压力较高的配合间隙流到大气中或压力较低的地方，这就是泄漏。泄漏主要是有压力差与间隙造成的。泄漏 量与压力差的乘积便是功率损失，因此泄漏的存在将使系统效率降 低。同时功率损失也将转化为热 量，使系统温度升高，进而影响 系统的性能。 泄漏分为内泄漏和外泄漏。液压元件高低压腔间的泄漏成为内泄漏。液压系统内部的油液漏到外部的泄漏称为外泄漏。 液压系统的泄漏必然引起流量损失，使液压泵输出的流量不能全部流入液压缸等执行元件。 流量损失一般也采用近似估算的方法，液压泵输出流量的近似计算式： q泵=K漏q缸 式中 q泵——液压泵最大输出流量，m3/s q缸——液压缸的最大流量，m3/s K漏——系统的泄漏系数，一般取值1.1～1.3，系统复杂或管路较长取较大值，反之取较小值。 液压系统中，液体流经小孔或缝隙的现象普遍存在，有的用以调节流量，有的造成泄漏，都涉及到小孔或缝隙的流量问题。 2.5.1 液体流经小孔的流量计算 当液体经管道由薄壁小孔