第2章液压流体力学基础ppt

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1、液压与气压传动液压与气压传动第二章第二章 液压流体力学基础液压流体力学基础 概述概述 1 1、流体力学研究的领域及其应用、流体力学研究的领域及其应用2 2、流体力学研究的内容、流体力学研究的内容 3 3、研究流体运动的方法简介、研究流体运动的方法简介第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质1 1、液体的密度、液体的密度2 2、压缩性、压缩性 压缩性系数的由来压缩性系数的由来 第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质3 3、如何对待液体的压缩性、如何对待液体的压缩性 在液压传动中工作压力一般在在液压传动中工作压力一般在32MPa32MPa以下，如，取以下，如，取32MPa32

2、MPa计算，体积相对变化量为：计算，体积相对变化量为： %24. 26 . 1103210)75(/6100pVV 在一般液压工程中，可以认为液体是不可压缩的，在一般液压工程中，可以认为液体是不可压缩的，只有在分析动态过程和液压冲击时才考虑液压油的压只有在分析动态过程和液压冲击时才考虑液压油的压缩性。缩性。 三、粘性三、粘性 液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动，即具有一定的内摩擦力，会阻碍其分子的相对运动，即具有一定的内摩擦力，液体流动中在其内部产生摩擦力或剪应力的液体流动中在其内部产生摩擦力或剪应力的这种性质这种性质称为

3、液体的粘性称为液体的粘性 。第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质图2-1 液体在管子里的流动图2-1 液体在管子里的流动dd 液体的粘性是液体产生液体的粘性是液体产生机械能量损失的根源。机械能量损失的根源。 粘性是流体的固有属性，粘性是流体的固有属性，只有在流动中才显示出来，只有在流动中才显示出来，其作用就是对流体的流动呈其作用就是对流体的流动呈现出阻碍。现出阻碍。 1 1、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律 各层间产生的内摩擦力为：各层间产生的内摩擦力为：dyduAF du/dydu/dy表示相邻两层流体的速度差异程度，称表示相邻两层流体的速度差异程度，称为速度梯度为速度梯度第一节

4、第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质2 2、粘度、粘度 粘度是粘性的度量参数。粘度可分为绝对粘度和相粘度是粘性的度量参数。粘度可分为绝对粘度和相对粘度，绝对粘度包括动力粘度和运动粘度。对粘度，绝对粘度包括动力粘度和运动粘度。 1）动力粘度）动力粘度dyduAFdyduAF 为流体粘性的比例系数，与流体的种类有为流体粘性的比例系数，与流体的种类有关，且由动力学方程推出，称之为动力粘度。关，且由动力学方程推出，称之为动力粘度。 单位为：单位为： N .s/mN .s/m2 2 ，Pa.sPa.s，表示两层相距，表示两层相距1m1m，具有相对速度具有相对速度1m/s1m/s的相对滑动的液体，

5、在其的相对滑动的液体，在其1m1m2 2的接的接触面上所发生的内摩擦力的大小。触面上所发生的内摩擦力的大小。动力粘度的物理意义：单位速度梯度的剪应力。动力粘度的物理意义：单位速度梯度的剪应力。第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质2 2）运动粘度：运动粘度：动力粘度与油液密度的比值。动力粘度与油液密度的比值。 运动粘度没有明显的物理意义，只是在计算中运动粘度没有明显的物理意义，只是在计算中经常出现这个式子，为方便才引入。经常出现这个式子，为方便才引入。 它具有运动学的量纲它具有运动学的量纲 s/m2 液压油的牌号一般都以运动粘度的液压油的牌号一般都以运动粘度的m m2 2/s/s的

6、的1/101/106 6即以即以mmmm2 2/s/s（cStcSt, ,厘斯）为单位的运动粘度值来表示，即它厘斯）为单位的运动粘度值来表示，即它们的牌号是按运动粘度来编的。们的牌号是按运动粘度来编的。 第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质3）恩氏粘度（中国、德国和俄罗斯）恩氏粘度（中国、德国和俄罗斯）赛氏粘度（美国）赛氏粘度（美国）雷氏粘度（英国）雷氏粘度（英国）（1）恩氏粘度的定义恩氏粘度的定义 将将200mL200mL被测液体装入恩氏粘度计，在某一温度下，被测液体装入恩氏粘度计，在某一温度下，测出液体经容器底部直径为测出液体经容器底部直径为2.8mm2.8mm小孔流尽所需的

7、时间小孔流尽所需的时间t1t1，与同体积温度为与同体积温度为2020度的蒸馏水流过同一小孔所需度的蒸馏水流过同一小孔所需的时间的时间t2t2的比值，便是所测液体在这一温度时的恩氏的比值，便是所测液体在这一温度时的恩氏粘度。用符号粘度。用符号o oE E表示表示，即，即 第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质一般均以一般均以5050度为测量时的标准温度，符号为度为测量时的标准温度，符号为o oE E5050 （2 2）恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系）恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系 )/(10)31. 631. 7(26505050smEE3、粘压特性和粘温特性粘压特性和粘温特性粘

8、度随着压力的变化而变化的特性叫做粘压特性。粘度随着压力的变化而变化的特性叫做粘压特性。粘度随着温度的变化而变化的特性叫做粘温特性。粘度随着温度的变化而变化的特性叫做粘温特性。 式中式中5050某种液体某种液体50 50 运动粘度；运动粘度； E E5050某种液体某种液体50 50 恩氏粘度。恩氏粘度。 第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质1 1）粘度和压力的关系）粘度和压力的关系 一般情况下压力对粘度的影响比较小，可不考虑。当液体所一般情况下压力对粘度的影响比较小，可不考虑。当液体所受到的压力比较大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，粘度值受到的压力比较大时，分子之间的距离缩小

9、，内聚力增大，粘度值也随之增大。在高压时，压力对粘性的影响表现尤为突出。也随之增大。在高压时，压力对粘性的影响表现尤为突出。当压力不超过当压力不超过50MPa50MPa时粘度和压力的关系可用下式算时粘度和压力的关系可用下式算 ：)003. 01 (pap2 2）粘度和温度的关系）粘度和温度的关系 温度升高时，粘度降低。温度升高时，粘度降低。 不同种类的液压油有不同的粘温特性，对于一般的液压油可用不同种类的液压油有不同的粘温特性，对于一般的液压油可用下面的近似公式计算。下面的近似公式计算。 ntt)50(50第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质4、油液中的气体对粘性及压缩性的影响、

10、油液中的气体对粘性及压缩性的影响 气体以两种形式存在于油液中。气体以两种形式存在于油液中。 溶入的气体对油液的粘性和压缩性基本上不产生溶入的气体对油液的粘性和压缩性基本上不产生影响；影响； 混有不溶解性气体，对油液的粘性和表示油液压混有不溶解性气体，对油液的粘性和表示油液压缩性的体积弹性系数均产生影响，对后者的影响极大。缩性的体积弹性系数均产生影响，对后者的影响极大。 油液中混入气体后不仅使油液的粘性增加，而且油液中混入气体后不仅使油液的粘性增加，而且大大降低油液的体积弹性系数。大大降低油液的体积弹性系数。 在需要大体积弹性系数的情况下，必须排除油在需要大体积弹性系数的情况下，必须排除油液中混

11、入的气体。液中混入的气体。第一节第一节 流体的主要物理性质流体的主要物理性质5 5、其它特性、其它特性 液压油液还有其它一些物理化学性质，如抗燃性、抗氧化液压油液还有其它一些物理化学性质，如抗燃性、抗氧化性、抗凝性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、性、抗凝性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、稳定性以及相容性（主要指对密封材料、软管等不侵蚀、不溶涨稳定性以及相容性（主要指对密封材料、软管等不侵蚀、不溶涨的性质）等，这些性质对液压系统的工作性能有重要影响。对于的性质）等，这些性质对液压系统的工作性能有重要影响。对于不同品种的液压油，这些性质的指标是不同的，具体应用时可查不同