液压与气动技术 第6版 第二章 流体力学基础.ppt

2.实际液体伯努利方程应用伯努利方程时必须注意以下两点：1)过流断面１、２需要在顺流方向进行选取（否则Δｐｗ为负值），且应选在缓变的过流断面上。2)断面中心在基准面以上时，ｈ取正值；反之取负值。通常选取特殊位置的水平面作为基准面。四、动量方程动量定理，作用在物体上全部外力的矢量和应等于物体在力作用方向上的动量的变化率(2-42)为液体作稳定流动时的动量方程，该方程表明：作用在液体控制体积上的外力总和ΣＦ等于单位时间内流出与流入控制表面的液体的动量之差。按动量方程求得流动液体作用在固体壁面上的作用力，此作用力又称为稳态液动力，简称液动力。在指定方向ｘ上的稳态液动力计算公式为第四节液体流动时的压力损失压力损失可分为两类：沿程压力损失和局部压力损失。液体在等径直管中流动时因粘性摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失。液体流经管路的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的湍流现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。一、沿程压力损失1.层流时的沿程压力损失式中λ———沿程阻力系数。液体在层流时，沿程阻力系数的理论值λ＝64／Ｒe，对金属管取λ＝75／Ｒｅ，橡胶管λ＝80／Ｒｅ。2.湍流时的沿程压力损失1)湍流时计算沿程压力损失的公式在形式上与层流时相同;2)式（2-44）中的阻力系数λ除与雷诺数Ｒｅ有关外，还与管壁的表面粗糙度有关。即λ＝ｆ（Ｒｅ，Δ／ｄ）；这里的Δ为管壁的绝对表面粗糙度，它与管径ｄ的比值Δ／ｄ称为相对表面粗糙度。对于光滑管，当2.32×103≤Ｒｅ＜105时，λ＝0.3164Ｒｅ－0.25；对于粗糙管，λ的值可以根据不同的Ｒｅ和Δ／ｄ从有关液压传动设计手册中查出。二、局部压力损失液体流经管路的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的湍流现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。局部压力损失Δｐξ的计算公式：式中ξ———局部阻力系数。阀类元件局部压力损失Δｐｖ的实际计算常采用的公式为：三、管路系统的总压力损失整个管路系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和，即第五节小孔和缝隙流量液压传动中常利用液体流经阀的小孔或缝隙来控制流量和压力，以达到调速和调压的目的。液压元件的泄漏也属于缝隙流动。长径比：小孔的通流长度ｌ和孔径ｄ之比。薄壁小孔：长径比lｄ≤0.5；细长孔：长径比lｄ＞４；短孔：长径比0.5＜ｌ／ｄ≤４时。薄壁孔由于流程很短，流量对油液温度的变化不敏感，因而流量稳定，宜做节流器用。1)液体流经薄壁小孔利用实际液体的伯努利方程对时的能量变化进行分析，结论:流经薄壁小孔的流量q与小孔的过流断面面积AT及小孔两端压力差的平方根Δp1/2成正比，即:2)流经细长孔的液流由于粘性而流动不畅，故多为层流。其流量计算可以作为圆管层流流量推导出来。最后，我们可以归纳出一个通用公式式（2-51）常作为分析小孔的流量压力特性之用。二、缝隙流量构成运动副的一些运动件与固定件之间存在着一定缝隙，缝隙两端的液体存在压力差时形成缝隙流动，即泄漏。平板缝隙环缝隙的流量1.平板缝隙两平行平板缝隙间液体受到压力差Δｐ＝ｐ１－ｐ２的作用，液体将会产生流动。如δ为缝隙高度，已知ｂ和ｌ为缝隙宽度和长度，流过相对运动平板缝隙的流量为压差流量和剪切流量两者的代数和，即:当平行平板承受剪切作用时，其流量值为平板缝隙中既有压差流动又有剪切流动时2.环缝隙的流量在液压元件中，液压缸的活塞和缸孔、液压阀的阀芯和阀孔之间，都存在圆环缝隙。（1）同心圆环缝隙的流量（2）偏心圆环缝隙的流量第六节液压冲击和气穴现象一、液压冲击:在液压系统中，因某种原因造成液体压力在一瞬间突然升高时，会产生一个很高的压力峰值的现象称为液压冲击。1.液压冲击危害：引起振动和噪声损坏密封装置、管路和液压元件使某些液压元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作造成设备事故。2.减小液压冲击的措施延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间，采用换向时间可调的换向阀限制管路流速及运动部件的速度，管路流速控制在4.5ｍ／ｓ以内适当增大管径，降低流速，减小压力冲击波传播速度缩短管道长度，减小压力波的