液压与气动第二讲.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第二章 液压流体力学基础,2、1 液压油,2、2 液体静力学,目的任务,了解油液性质、静压特性、方程、传递规律,掌握静力学基本方程、压力表达 式和结论,重点难点,液压油的粘性和粘度,粘温特性,静压特性,压力形成,静力学基本方程,提问作业,1、什么叫液压传动？液压传动的特点是什么？,2、液压传动系统的组成和作用各是什么？,液压油,2、1、2 对液压油的要求及,选用,2、1、1 液压油的物理性质,2、1、1 液压油的物理性质,一,液体的密度,二,液体的粘性,三,液体的可压缩,四,其他性质,液体的密度,密度单位体积液体的质量,=m/v kg/m,3,密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略，一般取,=900kg/m,3,的大小。,粘性的物理本质,液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性.,或:流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质,.,粘性的物理本质,内摩擦力表达式,F=A,du,/,dy,液体静止时,du,/,dy,=0,静止液体不呈现粘性,动画演示,牛顿液体内摩擦定律,液层间的内摩擦力与液层接触,面积及液层之间的速度成正比。,粘 度,衡量粘性大小的物理量,粘度,动力粘度,运动,粘度,相对粘度,0,E,动力粘度,公式:,=F/A=,du,/,dy,（N/m,2,）,=,dy,/,du,（N,s/m,2,）,动力粘度物理意义,液体在单位速度梯度下流动时，,接触液层间单位面积上内摩擦力,。,动力粘度单位,国际单位（,SI,制）中：,帕秒（,PaS）,或牛顿秒/米,2,（,NS/m,2,）；,以前沿用单位（,CGS,制）中：,泊（,P）,或厘泊（,CP）,达因,秒/厘米,2,dyn,S/cm,2,）,换算关系：1,PaS=10P=10,3,CP,运动粘度,动力粘度与液体密度之比值,运动粘度公式,=,/,（m,2,/S）,运动粘度物理意义,无,（,只是因为,/,在流体力学中经常出现,用,代替（,/,）,运动粘度单位,SI,制：,m,2,/S,CGS,制：,St（,斯）、,CSt,（,厘斯）,（,Cm,2,/S）（mm,2,/S）,换算关系：1,m,2,/S=10,4,St,=10,6,CSt,运动粘度单位说明,单位中只有长度和时间量纲类似运动学量。,称运动粘度，常用于液压油牌号标注,液压油牌号标注,老牌号20号液压油，指这种油在50,C,时的平均运动粘度为20,cst,。,新牌号,L,HL32,号液压油，指这种油在,40,C,时的平均运动粘度为32,cst,。,相对粘度,0,E,、,不易直接测量，只用于理论计算,常用相对粘度,相对粘度（条件粘度）,恩氏度,0,E,中国、德国、前苏联等用,赛氏秒,SSU,美国用,雷氏秒,R,英国用,巴氏度,0,B,法国用,换算关系,恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系,=（7、31,0,E-6、31/,0,E）,10,-6,液体的可压缩性定义,液体受压力作用而发生体积缩小性质。,液体的体积压缩系数定义,定义：,体积为,v,的液体，当压力增大,p,时，体积减小,v,则液体,在单位压力变化下体积的相,对变化量,。,液体的体积压缩系数公式,=-,v/,p v,=（5-7）x10,-10,m,2,/N,液体的体积压缩系数物理意义,单位压力所引起液体体积的变化,p v,为保证,为正值，式中须加负号,液体的体积弹性模数定义,液体压缩系数的倒数,液体的体积弹性模数公式,k=1/,=-,p v/,v,液体的体积弹性模数物理意义,表示单位体积相对变化量所需要的压力增,量，也即液体抵抗压缩能力的大小。,一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），,计算时取：,k=（1、4-1、9）*10,9,N/m,2,若分析动态特性或,p,变化很大的高压系统,则必须考虑。,液体的其它性质,1、,粘度和压力的关系,P,，F,，,随,p,而,，压力较小时,忽略，32,Mpa,以上才考虑,液体的其它性质,2、粘度和温度的关系,温度,，内聚力,，,粘度随温度变化的关系叫粘,温特性，粘度随温度的变化,较小，即粘温特性较好。,2、1、2 对液压油的要求及选用,对液压油的要求,液压油的选择,液压油的任务,工作介质传递运动和动力,润滑剂,润滑运动部件,对液压油的要求,（1）合适的粘度和良好的粘温特性；,（2）良好的润滑性；,（3）纯净度好，杂质少；,（4）对系统所用金属及密封件材,料有 良好的相容性。,对液压油的要求,（5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长；,（6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；,（7）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和,燃点高，流动点和凝固点低。,（凝点 油液完全失去其流动性的最高温度）,（8）对人体无害，对环境污染小，成本低，,价格便宜,总之：粘度是第一位的,液压油的选择,选择液压油品种,2,选择液压油粘度,液压油的类型,机械油,精密机床液压油,气轮机油,变压器油等,液压油选择,首先根据工作条件（,v、p、T）,和元件类型,选择油液品种，然后根据粘度选择牌号,慢速、高压、高温：,大（以,q）,通常,快速、低压、低温：,小（以,P）,2、2,液体静力学,研究内容,：研究液体处于静止状态的力,学规律和这些规律的实际应用。,静止液体,指液体内部质点之间没有相对,运动，至于液体整体完全可以,象刚体一样做各种运动。,2、2,液体静力学,2、2、1 液体的静压力及特性,2、2、2 液体静力学基本方程式,2、2、3 压力的表示方法及单位,2、2、4 静压传递原理,2、2、5 液体对固体壁面的作用力,液体的静压力及特性,质量力（重力、惯性力）作用于液体,的所有质点,作用于液体上的力,表面力（法向力、切向力、其它物体或,容器对液体、一部分液体作用,于令一部分液体等）作用于,液体的表面,液体的静压力定义,液体单位面积上所受的法向力，物理,学中称压强，液压传动中习惯称压力。,液体静压力特性,（1）垂直并指向于承压表面,液体在静止状态下不呈现粘性,内部不存在切向剪应力而只有,法向应力,（2）各向压力相等,有一向压力不等，液体就会流动,各向压力必须相等,液体静力学基本方程,例：计算静止液体内任意点,A,处的压力,p,pdA,=p,0,dA+G=p,0,dA+,ghdA,p=p,0,+,gh,h,G,P,P,0,A,dA,重力作用下静止液体压力分布特征,（,1）静止液体中任一点处的压力由两部分,液面压力,p,0,组成 p,a,p=p,a,p p,a,p=0,2、2、4 静压传递原理,帕斯卡原理（静压传递原理,）,液压系统压力形成,帕斯卡原理（静压传递原理）,在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点。,根据帕斯卡原理：,p=F/A,液压系统压力形成,p=F/A F=0 p=0,F,p,F,p,结论：液压系统的工作压力取决于负载，,并且 随着负载的变化而变化。,F,A,2、2、5 液体对固体壁面的作用力,作用在平面上的总作用力,作用在曲面上的总作用力,作用在平面上的总作用力,作用在平面上的总作用力,P=p,A,如：液压缸，若设活塞直径为,D,则,P=p,A=p,D,2,/4,作用在曲面上的总作用力,作用在曲面上的总作用力,F,x,=p,A,x,结论：曲面在某一方向上所受的作用力，,等于液体压力与曲面在该方向的,垂直投影面积之乘积。,