第三章液压流体力学基础-课件(PPT).ppt

第二章液压流体力学基础
液压课程的系统性:
流体力学基础基本元件基本回路液压系统
主要内容:
1、静力学部分:压力以及它对固体壁面作用力计算
2、动力学部分:流体流动时四大方程(连续方程、运动方程、能量方程和动量方程)。
3、与液压紧密相关的几种流动(管流、孔口流和缝隙流)。
4、影响液压系统性能的两个主要因素:液压冲击和空穴现象。
第一节液压静力学
第二节液压动力学
第三节管道中液流的特性
第四节孔口和缝隙液流
第五节气穴现象
第六节液压冲击
第二节液体静力学
液体:
1、静止液体:是指液体内部质点间没有相对运动,至于液体整体完全可以像刚体一样作各种运动。
2、运动液体:质点间有相对运动。
一、液体静压力及其特性
1、压力:液体单位面上所受的法向力称为压力。这一定义在物理学中称为压强,用P表示,单位为Pa(N/m2)或MPa 1MPa=106Pa
2、液体压力特性:
1)液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。
2)静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。若液体中某点受到的各个方向的压力不相等,那么液体就要运动,破坏静止条件。
由上述性质可知,静止液体总是处于受压状态,并且其内部的任何质点都是受平衡压力作用的。
二、重力作用下静止液体中的压力分布
密度为ρ的液体处于静止状态,为求任意深度h处的压力p,可设想从液体内取出以面积为ΔA,,则有:
P=P0+ρgh 此式称为液体静力学基本方程式。
由上式可知,重力作用下的静止物体,其压力分布有如下特征:
1)静止液体内任一点处的压力都由两部分组成:一是液体表面压力,,则有
P=pa+ρgh.
2) 静止液体内的压力随液体深度呈直线规律分布。
3)离液体深度相同的各点组成了等压面,此等压面为一水
平面
三、压力的表示方法和单位
根据度量基准不同,液体的压力分为绝对压力和相对压力两种。
绝对压力:以绝对真空为基准所测的压力。
相对压力:以大气压为基准测得的高出大气压的那部分压力。
真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力,这时比大
气压小的那部分数值叫真空度
在液压系统中,如不特别说明,压力均指相对压力。
大气压力、绝对压力、相对压力和真空度的关系为:(如图)
用公式表示为:
P=pa+p计
若p<pa时,p真=pa-p
例:设某点的绝对压力p=×=(1-) ×105= ×105pa.
四、帕斯卡原理:
在密封容器里,施加于静止液体上的压力将以等值同时转到液体各点。这就是帕斯卡原理或称静压传递原理。

例1、试用帕斯卡原理解释液压千斤顶用很小的力举起很重的物体的原理.
解:设在小活塞上施加外力F1则小液压缸中油液压力为
P=F1/A1
由帕斯卡原理,知大活塞也受到一压力为P的作用,
则
F2=PA2=PF2A2/A1
现A2/A1越大,F2也越大。也就是说在小活塞上加不
大的力,大活塞就可以得到较大的力,将重物举起。
例2、液压系统中的压力形成机理。
如图(a),油泵连续不断的向缸内供油时,当油液注满后,由于活塞受到外界负载的阻碍作用,使活塞不能向右运动,此时继续向缸内供油,其挤压作用不断加剧,产生压力,当压力升高到足以克服外界负载时,活塞便向右运动,这时系统压力为 p=F/A,如果F不再变化,则由于活塞的移动,使液压缸的左腔的容积不断增大,这正好容纳了液压泵的连续供油量,此时液压泵不再受到更大的挤压,因而压力就不再升高,始终保持相应的P值。
对于(b)图,用压力计测的压力值为零,因为此时外界负载为零,油液的流动除受到管路的阻力外没有受到阻碍,因此建立不起压力。
(c)图压力表的读数也为零.
综上所述,液压系统中的压力,是由于液体受到各种形式的外界载荷的阻碍,使油液受到挤压,其压力的大小取决于外界载荷的大小。