液压传动第三章.ppt

第三章液压传动的流体力学基础
液体静力学基础
液体动力学基础
管道中液流的特性
孔口和隙缝液流
气穴现象
液压冲击
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液体静力学研究静止液体的力学规律和这些规律的实际应用。这里所说的静止液体是指液体处于内部质点间无相对运动的状态,因此液体不显示粘性,液体内部无剪切应力,只有法向压应力即静压力。
§3-1 液体静力学
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作用在液体上的力有两类,即质量力和表面力。
质量力是作用在液体质点上的力,其大小与质量成正比,如重力、惯性力等。
表面力是作用在液体表面上的力,表面力可以是其它物体(如活塞重力、大气压力)作用在液体上的力,这是外力;也可以是一部分液体作用在另一部分液体上的力,这是内力。
压力及其性质
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作用在液体表面上的力可以分为切向力和法向力。当液体静止时,由于液体质点之间没有相对运动,不存在切向摩擦力,所以作用在静止液体表面上的力只有法向力。
静止液体在单位面积上所承受的法向力称为静压力。如果在液体内部某点处微小面积ΔA上作用有法向力ΔF,则当ΔA趋于零时ΔF/ΔA的值,就是该点的静压力,用p表示。即
若法向力均匀作用在面积A上,则静压力可表示为
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静压力具有以下两个重要特征:
(1)液体静压力沿着内法线方向垂直作用于承压面。
(2)静止液体内,任意一点所受到各个方向的静压力都相等。
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重力作用下静止液体中的压力分布
微小液柱顶面上的作用力为
(方向向下),液柱本身的重力
(方向向下),液柱底面对液柱的作用力为(方向向上),则平衡方程为:
则有
将代入上式
液体静力学基本方程
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单位质量液体压力能, 为压力水头
单位质量液体位能,Z为位置水头
静止液体中任一点都有单位质量液体的位能和压力能,具有这两部分能量,并且各点的总能量之和为一常数。
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(1)静止液体中任一点的压力均由两部分组成,即液面上的表面压力P0和液体自重而引起的对该点的压力。
(2)静止液体内的压力随液体距液面的深度呈线性规律分布,且在同一深度上各点的压力相等,压力相等的所有点组成的面为等压面。
(3)可通过3种方式使液面产生压力P0 :
①通过固体壁面(如活塞)使液面产生压力;
②通过气体使液面产生压力;
③通过不同质的液体使液面产生压力。
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液压系统中的压力指压强,通常有绝对压力、相对压力和真空度三种表示方法。
绝对压力-以绝对真空为基准零值时所测得的压力。
相对压力-相对于大气压(即以大气压为基准零值时)所测量到的一种压力,又称为表压力。
真空度-绝对压力低于大气压时****惯称为出现真空。此时绝对压力比大气压小的那部分数值叫做真空度。
压力的表示方法及单位
绝对压力总是正值,表压力可正可负,负的表压力就是真空度。
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真空度的大小通常可以用液柱高度
理论上,当P0等于零时,即管中呈绝对真空时,h0达到最大值,设为(h0max)r
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