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1、第二章液压传动的基础知识第一页，本课件共有65页2.1 2.1 静止液体的力学规律静止液体的力学规律v液体的静压力液体的静压力v静压力基本方程静压力基本方程v静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义v压力的计量单位压力的计量单位v压力的传递压力的传递v液体静压力对固体壁面的作用力液体静压力对固体壁面的作用力第二页，本课件共有65页2.1.1 2.1.1 液体的静压力液体的静压力v静压力静压力:是指液体处于静止状态时是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作其单位面积上所受的法向作 用力。用力。v若包含液体某点的微小面积若包含液体某点的微小面积AA上所作用的法向力为上所作用的法向力
2、为FF，则该点，则该点的静压力的静压力p p定义为：定义为：v若法向力若法向力F F均匀地作用在面积均匀地作用在面积A A上，则压力可表示为上，则压力可表示为:第三页，本课件共有65页2.1.1 2.1.1 液体的静压力液体的静压力v静压力的特性静压力的特性:v液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向v静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等第四页，本课件共有65页2.1.2 2.1.2 液体静压力的基本方程液体静压力的基本方程v液体静压力基本方程液体静压力基本方程:反映了在重力作用下静止液体中的压
3、力反映了在重力作用下静止液体中的压力分布规律分布规律 p=p p=po o+gh+ghvP-P-静止液体中深度为静止液体中深度为h h处的任意点上的压力处的任意点上的压力vp p0 0-液面上的压力，若液面为与大气接触的液面上的压力，若液面为与大气接触的v 表面，则表面，则p p0 0等于大气压等于大气压v同一容器同一液体中的静压力随着深度同一容器同一液体中的静压力随着深度h h的增的增v加线性地增加加线性地增加 v同一液体中深度同一液体中深度h h相同的各点压力都相等相同的各点压力都相等.在重力作用下静止液体中的等压面是在重力作用下静止液体中的等压面是 深度（与液面的距离）相同的水平面深度（
4、与液面的距离）相同的水平面 图21重心作用下的静止液体第五页，本课件共有65页2.1.3 2.1.3 静压力基本方程的物理意义静压力基本方程的物理意义vZ-Z-单位重量液体的位能单位重量液体的位能,称位置水头称位置水头 -单位重量液体的压力能单位重量液体的压力能,称压力水头称压力水头v物理意义物理意义:静止液体具有两种能量形式，即压力能与位能。这两种能量形静止液体具有两种能量形式，即压力能与位能。这两种能量形式可以相互转换，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒值，因此静压力基式可以相互转换，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒值，因此静压力基本方程从本质上反映了静止液体中的能量守恒关系本方
5、程从本质上反映了静止液体中的能量守恒关系.第六页，本课件共有65页2.1.4 2.1.4 压力的计量单位压力的计量单位v国际单位国际单位:牛顿牛顿/米米2 2(N/m(N/m2 2)-)-帕（帕（PaPa）1 MPa=101 MPa=106 6PaPav单位换算单位换算:1 1工程大气压（工程大气压（atat）=1=1公斤力公斤力/厘米厘米2 2（kgf/mkgf/m2 2）10105 5帕帕=0.1 MPa=10=0.1 MPa=10米水柱米水柱=76cm=76cm汞柱汞柱v1 1米水柱（米水柱（mHmH2 20 0）=9.810=9.8103 3PaPa 1 1毫米汞柱（毫米汞柱（mmHg
6、mmHg）=1.3310=1.33102 2PaPa 第七页，本课件共有65页2.1.4 2.1.4 压力的表达方式压力的表达方式相对压力（表压力）相对压力（表压力）:以大气压力为基准，测量所得以大气压力为基准，测量所得 的压力是高于大气压的部分的压力是高于大气压的部分 绝对压力绝对压力:以绝对零压为基准测得的压力以绝对零压为基准测得的压力真空度真空度-如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真空。此时如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点的真空度相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点的真空度 真空度
7、真空度=|=|负的相对压力负的相对压力|=|=|绝对压力绝对压力-大气压力大气压力|绝对压力绝对压力=相对压力相对压力+大气压力大气压力第八页，本课件共有65页2.1.6 2.1.6 液体静压力对固体壁面的作用力液体静压力对固体壁面的作用力v当承受压力的固体壁面为当承受压力的固体壁面为平面时平面时:则作用在其上的总作用力则作用在其上的总作用力等于压力与该壁面面积之积等于压力与该壁面面积之积 v如果承受压力的固体壁面是如果承受压力的固体壁面是曲面时曲面时:曲面上总作用力在某一方曲面上总作用力在某一方向上的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘积。若已知曲面向上的分力等于曲面在与该
8、方向垂直平面内的投影面积与静压力的乘积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为上总作用力在三个坐标轴方向的分量分别为FxFx、Fy Fy和和FzFz时，总作用力的大小为：时，总作用力的大小为：第九页，本课件共有65页2.2 2.2 流动液体的力学规律流动液体的力学规律1.1.基本概念基本概念2.2.连续性方程连续性方程3.3.伯努利方程伯努利方程4.4.动量方程动量方程第十页，本课件共有65页2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念v理想液体理想液体:既不可压缩又无粘性的液体既不可压缩又无粘性的液体v恒定流动恒定流动:不随时间改变的流动（对于任一点）不随时间改变的流动（对于任一点）v
9、一维定常流动一维定常流动:即流场中速度与压力只是空间点的位置的函即流场中速度与压力只是空间点的位置的函数而与时间无关，则称流场中的流动为定常流动。在定常流动条数而与时间无关，则称流场中的流动为定常流动。在定常流动条件下，如果通过适当选择坐标（包括曲线坐标）后，使流速与压件下，如果通过适当选择坐标（包括曲线坐标）后，使流速与压力只是一个坐标的函数，则称这样的流动为一维定常流动力只是一个坐标的函数，则称这样的流动为一维定常流动 v二维流动二维流动v三维流动三维流动r,vp第十一页，本课件共有65页通流截面通流截面：流束中与所有流线正交的截面流束中与所有流线正交的截面流线流线：某瞬时液流中一条条标志
10、其各点处质点运动状态的曲某瞬时液流中一条条标志其各点处质点运动状态的曲 线，各点速度方向与其切线方向相同。线，各点速度方向与其切线方向相同。流线既不能相交，也不能转折流线既不能相交，也不能转折流束流束：通过某截面的一些流线的集合通过某截面的一些流线的集合流线 流束 第十二页，本课件共有65页2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念流量流量:单位时间内流过某通流截面的流体体积单位时间内流过某通流截面的流体体积国际单位国际单位:米米3 3/秒秒(m(m3 3/s)/s)工程单位制：工程单位制：升升/分（分（L/minL/min）通流截面上的平均流速通流截面上的平均流速:图27 流线、流束与通流截面
11、第十三页，本课件共有65页2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念 流动液体中的压力和能量流动液体中的压力和能量:由于存在运动，所以理想流体流由于存在运动，所以理想流体流动时除了具有压力能与位能外，还具有动能。即流动理想流体具有压力能，位能和动动时除了具有压力能与位能外，还具有动能。即流动理想流体具有压力能，位能和动能三种能量形式能三种能量形式v单位重量的压力能单位重量的压力能:-:-比压能比压能v单位重量的位能单位重量的位能:Z Z -比位能比位能 v单位重量的动能单位重量的动能:-:-比动能比动能第十四页，本课件共有65页2.2.2 连续性方程连续性方程（质量守恒定律在流动液体情况下的具体
12、应用）质量守恒定律在流动液体情况下的具体应用）vq=q=A=A=常数常数 连续方程v不可压缩流体作定常流动时，通过流束（或管道）的任一通流截面的流量相等v流量不变的情况下，通过通流截面的流体的流速则与通流截面的面积成反比 第十五页，本课件共有65页2.2.3 2.2.3 伯努利方程伯努利方程(能量方程能量方程):):（能量守恒定律在流动液体中的表达形式）（能量守恒定律在流动液体中的表达形式）学习过程：理想液体的伯努利方程理想液体的伯努利方程 实际液体的伯努利方程实际液体的伯努利方程 伯努利方程应用实例伯努利方程应用实例第十六页，本课件共有65页理想液体的伯努利方程理想液体的伯努利方程图2-8
13、伯努利方程推导简图v 理想液体定常流动时，液体的任一理想液体定常流动时，液体的任一 通流截面上的总比能（单位重量液通流截面上的总比能（单位重量液 体的总能量）保持为定值。体的总能量）保持为定值。v 总比能包括：总比能包括：比压能（比压能（）、比位能（）、比位能（Z Z）和比动能（）和比动能（），），可以相互转化。可以相互转化。v 由于方程中的每一项均以长度为量纲，由于方程中的每一项均以长度为量纲，所以亦分别称为所以亦分别称为压力水头，位置水头和速度水头压力水头，位置水头和速度水头v 静压力基本方程是伯努利方程的特例静压力基本方程是伯努利方程的特例第十七页，本课件共有65页实际液体的伯努利方程实
14、际液体的伯努利方程v:动能修正系数动能修正系数-截面上单位时间内流过液体所具有的截面上单位时间内流过液体所具有的实际动能与按截面上平均流速计算的动能之比实际动能与按截面上平均流速计算的动能之比v （层流时（层流时=2=2，紊流时，紊流时=1=1）v -单位重量液体所消耗的能量单位重量液体所消耗的能量第十八页，本课件共有65页 伯努利方程应用举例伯努利方程应用举例求解油泵入口处的绝对压力：求解油泵入口处的绝对压力：取液面至泵入口处截面间液体为控制体取液面至泵入口处截面间液体为控制体则：则：其中，其中，故：故：可见，泵吸油口处的压力总是小于大气压力，即泵的吸可见，泵吸油口处的压力总是小于大气压力，
15、即泵的吸油口处具有真空度，油口处具有真空度，其值为：其值为：第十九页，本课件共有65页结论：结论：由于系统中由于系统中 1 1）压力常是大气压的十几倍甚至几百倍）压力常是大气压的十几倍甚至几百倍 2 2）流速不超过）流速不超过6m/s6m/s 3)3)管路安装高度也不超过管路安装高度也不超过5m5m因此，伯努利方程可简化为：因此，伯努利方程可简化为：系统中，能量损失主要为压力损失，系统工作主要系统中，能量损失主要为压力损失，系统工作主要靠压力能。故称静压传动。靠压力能。故称静压传动。第二十页，本课件共有65页2.2.32.2.3动量方程动量方程由理论力学中动量定理由理论力学中动量定理 取取dt
16、dt时间内动量有效变化的液柱为研究对象，时间内动量有效变化的液柱为研究对象，并设同一截面内的液流速度相同为平均速度并设同一截面内的液流速度相同为平均速度v,v,且液流不可压缩，则：作用与研究对象上的外且液流不可压缩，则：作用与研究对象上的外力为：力为：向向 x y x y 轴投影得：轴投影得：动量修正系数动量修正系数层流时层流时-1.33-1.33紊流时紊流时-1-1第二十一页，本课件共有65页动量定理的应用：动量定理的应用：（阀口液动力的计算阀口液动力的计算）：）：取进出口之间的液流为控制体，取进出口之间的液流为控制体，如图，液流通过滑阀时的液动力为：如图，液流通过滑阀时的液动力为：因为出口
17、速度与因为出口速度与x x轴夹角等于轴夹角等于9090度，度，并取动量修正系数等于并取动量修正系数等于1 1，则：，则：负号说明：负号说明：控制体所受外力与控制体所受外力与x x轴正向相反，进而阀心所受液体的反作用力轴正向相反，进而阀心所受液体的反作用力与与X X轴正向相同，即此力将使阀口关闭。流量越大，速度越快，则液动力也大。轴正向相同，即此力将使阀口关闭。流量越大，速度越快，则液动力也大。故大流量阀通常采用液动式或电液动式控制方式。故大流量阀通常采用液动式或电液动式控制方式。试用伯努利方程解释此题液动力的产生。试用伯努利方程解释此题液动力的产生。如果此题中液流方向反过来，液动力又是如何呢如
18、果此题中液流方向反过来，液动力又是如何呢?第二十二页，本课件共有65页2.3 2.3 管路系统流动分析管路系统流动分析1.两种流动状态（概念）两种流动状态（概念）2.定常管流的压力损失定常管流的压力损失3.通过小孔的流动通过小孔的流动4.通过间隙的流动通过间隙的流动第二十三页，本课件共有65页2.3.1 2.3.1 两种流动状态两种流动状态 流态流态-液流的流动状态液流的流动状态 层流层流-沿轴向流动，流线之间互不干扰，沿轴向流动，流线之间互不干扰，流速低，粘性作用大，能量损失小。流速低，粘性作用大，能量损失小。紊流紊流-液流沿轴向、横向皆有运动，杂乱无液流沿轴向、横向皆有运动，杂乱无 章，流
19、速高，惯性作用大，能量损失大。章，流速高，惯性作用大，能量损失大。概念：概念：第二十四页，本课件共有65页第二十五页，本课件共有65页雷诺数（圆管）雷诺数（圆管）:液体在圆管中的流动状态决定于由液体在圆管中的流动状态决定于由管道中流体的平均流速管道中流体的平均流速、管道直径、管道直径d d和液体运动粘度这三个参和液体运动粘度这三个参数所组成的无量纲数的大小数所组成的无量纲数的大小:临界雷诺数临界雷诺数 -由紊流转变为层流时的雷由紊流转变为层流时的雷 诺数诺数层流层流-流动液体的雷诺数低于临界雷诺数时的流动液体的雷诺数低于临界雷诺数时的 流动状态流动状态紊流紊流-流动液体的雷诺数大于临界雷诺数时
20、的流动液体的雷诺数大于临界雷诺数时的 流动状态流动状态 雷诺数的物理意义雷诺数的物理意义:流动液体的惯性力与粘性力之比流动液体的惯性力与粘性力之比 第二十六页，本课件共有65页对于非圆管：对于非圆管：其中：其中：试比较如下形状横截面管路的通流能力：试比较如下形状横截面管路的通流能力：水利半径越大，管路的通流能力越强水利半径越大，管路的通流能力越强第二十七页，本课件共有65页第二十八页，本课件共有65页2.3.2 2.3.2 定常管流的压力损失定常管流的压力损失层流时圆管截面上的速度分布图层流时圆管截面上的速度分布图 图图2-14 2-14 圆管中的层流圆管中的层流圆管层流圆管层流第二十九页，本
21、课件共有65页图2-14 圆管中的层流取管路内的小段圆柱为研究对象取管路内的小段圆柱为研究对象一、确定流速：一、确定流速：侧面粘性摩擦力侧面粘性摩擦力:液柱两端所受压力：液柱两端所受压力：由由得得第三十页，本课件共有65页图2-14 圆管中的层流对上式积分得：对上式积分得：由边值条件：由边值条件：r=Rr=R时，时，u=0 u=0 得得故而故而-速度分布抛物线速度分布抛物线第三十一页，本课件共有65页-速度分布抛物线速度分布抛物线讨论：讨论：1 1、圆管内最大流速为：、圆管内最大流速为：2 2、速度分布呈抛物线规律、速度分布呈抛物线规律3 3、平均速度为：、平均速度为：（下面给出计算过程）（下
22、面给出计算过程）先看流量的计算：先看流量的计算：由上式得：泊肃叶公式由上式得：泊肃叶公式-第三十二页，本课件共有65页沿程压力损失：沿程压力损失：讨论：沿程压力损失的影响因素讨论：沿程压力损失的影响因素那个因素起主要作用？那个因素起主要作用？第三十三页，本课件共有65页三、平均流速三、平均流速 由前面结果得：由前面结果得：四、修正系数（层流时）四、修正系数（层流时）动能修正系数动能修正系数动量修正系数动量修正系数第三十四页，本课件共有65页圆管紊流圆管紊流（速度分布图）（速度分布图）1 1、速度大小基本相同，分布规律为：、速度大小基本相同，分布规律为：时均速度时均速度2 2、动能修正系数、动能
23、修正系数 动量修正系数动量修正系数 第三十五页，本课件共有65页液流在管道中流动时，会产生两种压力损失：液流在管道中流动时，会产生两种压力损失：1 1、沿程压力损失、沿程压力损失 2 2、局部压力损失、局部压力损失第三十六页，本课件共有65页一、沿程压力损失一、沿程压力损失 :等直径圆管液流流动时的压力损失等直径圆管液流流动时的压力损失 其中：其中：推倒过程中所用公式：推倒过程中所用公式：:沿程压力损失系数沿程压力损失系数,其理论值为其理论值为 第三十七页，本课件共有65页讨论讨论 值：值：1 1、对于层流、对于层流-理论值理论值-对金属管对金属管-对橡胶管对橡胶管2 2、对于紊流、对于紊流R
24、e Re 小时，管内壁被覆盖，属光滑水利管小时，管内壁被覆盖，属光滑水利管ReRe适中时，部分显露出来，属水利粗糙管适中时，部分显露出来，属水利粗糙管Re Re 大时大时 ，全部显露出来，进入阻力平方区，全部显露出来，进入阻力平方区第三十八页，本课件共有65页 二、局部压力损失二、局部压力损失p:p:在流经阀口、管道截面变化、弯曲等处时，由于流动方向和速度变化及在流经阀口、管道截面变化、弯曲等处时，由于流动方向和速度变化及复杂的流动现象而造成的局部能量损失复杂的流动现象而造成的局部能量损失 称为局部压力损失系数称为局部压力损失系数 （通过实验确定）（通过实验确定）其中，其中，VeVe一般均指局
25、部阻力下游的流速，即截面最小处速度。一般均指局部阻力下游的流速，即截面最小处速度。当液流流经突增截面时，可以通过理论求得。而液流流经突当液流流经突增截面时，可以通过理论求得。而液流流经突减截面时，则只能通过实验来确定。减截面时，则只能通过实验来确定。第三十九页，本课件共有65页例例:求截面突增时，液流的能量（压力）损失求截面突增时，液流的能量（压力）损失能量方程：能量方程：取控制体取控制体1-11-1，2-22-2为研究对象为研究对象其中，其中，能量方程变为：能量方程变为：动量方程：动量方程：得得由前两式得由前两式得第四十页，本课件共有65页其中，其中，讨论：讨论：，全部动能将因液流扰动全部动
26、能将因液流扰动 而被损耗掉。而被损耗掉。如：细管放流于水库，如：细管放流于水库，消音器等消音器等第四十一页，本课件共有65页压力损失压力损失-整个管路系统的总压力损失是系统中所有直管的整个管路系统的总压力损失是系统中所有直管的 沿程压力损失和所有局部压力损失之和沿程压力损失和所有局部压力损失之和局部能量损失：局部能量损失：局部压力损失：局部压力损失：第四十二页，本课件共有65页2.3.32.3.3、孔口和缝隙液流孔口和缝隙液流（流量（流量-压力特性压力特性)在液压传动中通常通过改变阀口通流截面面积或通过通流通道的长短来控制流在液压传动中通常通过改变阀口通流截面面积或通过通流通道的长短来控制流量
27、的节流装置来实现流量控制。量的节流装置来实现流量控制。常用的有以下形式：常用的有以下形式：1 1、通过、通过薄壁小孔薄壁小孔(孔的通流长度孔的通流长度l l与孔径与孔径d d之比之比l/d0.5)l/d0.5)的流动的流动2 2、通过、通过短孔短孔 （孔口的长径比（孔口的长径比0.5l/d0.5l/d 44）的流动的流动3 3、通过、通过细长小孔细长小孔(小孔的长径比小孔的长径比l/d4)l/d4)的流动的流动 4 4、缝隙液流缝隙液流第四十三页，本课件共有65页一、通过一、通过薄壁小孔薄壁小孔(孔的通流长度孔的通流长度l l与孔径与孔径d d之比之比l/d0.5)l/d0.5)的流动的流动
28、由于管路很短，故而沿程压力损失很小，可以忽略不计，只考虑局部由于管路很短，故而沿程压力损失很小，可以忽略不计，只考虑局部压力损失。压力损失。管路总的压力损失：管路总的压力损失：（上式中沿程压力损失只有当（上式中沿程压力损失只有当l(10-20)dl(10-20)d时才考虑其影响）时才考虑其影响）因此，能量损失：因此，能量损失：由贝努利方程得由贝努利方程得第四十四页，本课件共有65页-小孔速度系数小孔速度系数第四十五页，本课件共有65页其中：其中：第四十六页，本课件共有65页应用说明：应用说明：1 1、由于小孔壁很薄，其沿程阻力很小，通过小孔的流量由于小孔壁很薄，其沿程阻力很小，通过小孔的流量受
29、油液温度变化的影响不大，因此，薄壁小孔常被用作液受油液温度变化的影响不大，因此，薄壁小孔常被用作液压系统中的节流阀来调节流量。压系统中的节流阀来调节流量。2 2、锥阀、滑阀、喷嘴挡板阀就是近似的薄壁小孔，其流锥阀、滑阀、喷嘴挡板阀就是近似的薄壁小孔，其流量量-压力关系可用上式计算，只是压力关系可用上式计算，只是(流量系数流量系数cd cd）有所不同。）有所不同。第四十七页，本课件共有65页二、通过二、通过短孔短孔 （孔口的长径比（孔口的长径比0.5l/d 40.5l/d 4）的流动）的流动三、通过三、通过细长小孔细长小孔(小孔的长径比小孔的长径比l/d4)l/d4)的流动的流动即圆管层流之流量
30、即圆管层流之流量压力关系方程压力关系方程第四十八页，本课件共有65页总结以上过程，可以用以下通用公式表示三种孔口形式的总结以上过程，可以用以下通用公式表示三种孔口形式的 流量流量压力关系：压力关系：其中，其中，C C 为流量系数，为流量系数，A A为通流截面积为通流截面积薄壁孔：薄壁孔：短短 孔：孔：细长孔：细长孔：第四十九页，本课件共有65页液阻特性实验液阻特性实验即即确定不同孔口形式（薄壁孔、短孔、细长孔）的确定不同孔口形式（薄壁孔、短孔、细长孔）的 值的过程值的过程实验方法实验方法 将流量将流量-压力特性方程两端取对数得到：压力特性方程两端取对数得到：第五十页，本课件共有65页四、通过间
31、隙的流动四、通过间隙的流动-缝隙液流缝隙液流 泄漏泄漏:当流体流经这些间隙时就会发生从压力高处经过间隙当流体流经这些间隙时就会发生从压力高处经过间隙流到系统中压力低处或直接进入大气的现象流到系统中压力低处或直接进入大气的现象(前者称为内泄漏，前者称为内泄漏，后者称为外泄漏后者称为外泄漏)泄漏原因：泄漏原因：是由压力差与间隙造成的是由压力差与间隙造成的 油液在间隙中的流动状态一般是层流油液在间隙中的流动状态一般是层流 第五十一页，本课件共有65页（一）、平行平板缝隙（一）、平行平板缝隙1 1、只在压差作用下的缝隙液流、只在压差作用下的缝隙液流取如图宽度为取如图宽度为b b的微元体为研究对象的微元
32、体为研究对象故而故而泄漏流量泄漏流量：b-b-平板的宽度平板的宽度第五十二页，本课件共有65页上式亦可以写成下面形式上式亦可以写成下面形式：2 2、只在剪切作用下的流动泄漏：、只在剪切作用下的流动泄漏：3 3、压差、剪切共同作用下的泄漏、压差、剪切共同作用下的泄漏第五十三页，本课件共有65页4 4、泄漏造成的功率损失为：、泄漏造成的功率损失为：问题：如何协调泄漏与缝隙间摩擦力之间的矛盾？问题：如何协调泄漏与缝隙间摩擦力之间的矛盾？(二二)、同心圆环缝隙液流、同心圆环缝隙液流第五十四页，本课件共有65页（三）、偏心环形缝隙（三）、偏心环形缝隙 （完全偏心的时候）（完全偏心的时候）性质应用：阀心上
33、常开有平衡槽，减小偏心度。性质应用：阀心上常开有平衡槽，减小偏心度。五、圆环平面缝隙五、圆环平面缝隙第五十五页，本课件共有65页 液压系统的气穴与液压冲击现象液压系统的气穴与液压冲击现象 气穴气穴(空穴空穴):):在流动液体中，由于某点处的压力低于空气在流动液体中，由于某点处的压力低于空气分离压而产生汽泡的现象分离压而产生汽泡的现象 液压冲击液压冲击:在液压系统中，当管道中的阀门突然关闭或开在液压系统中，当管道中的阀门突然关闭或开启时，管内液体压力发生急剧交替升降的波动过程。启时，管内液体压力发生急剧交替升降的波动过程。第五十六页，本课件共有65页概念：概念：空气分离压空气分离压-在一定温度下
34、，当液压油压力低于某值时，在一定温度下，当液压油压力低于某值时，溶解于油液中的过饱和空气将会突然地迅速从油液中分离溶解于油液中的过饱和空气将会突然地迅速从油液中分离出来，产生大量气泡。此压力称为油液在该温度下的空气出来，产生大量气泡。此压力称为油液在该温度下的空气分离压。分离压。饱和蒸气压饱和蒸气压-某温度下，压力低于一定值时，油液本身某温度下，压力低于一定值时，油液本身将迅速气化，产生大量的蒸汽气泡。此压力称为该温度下的将迅速气化，产生大量的蒸汽气泡。此压力称为该温度下的饱和蒸气压。饱和蒸气压。第五十七页，本课件共有65页节流口处的气穴现象节流口处的气穴现象 由于流速急剧升高，节流口处的压力
35、急速降低，导致空气分离，由于流速急剧升高，节流口处的压力急速降低，导致空气分离，通过节流口后压力急速升高，气泡受压爆破，产生气蚀现象。通过节流口后压力急速升高，气泡受压爆破，产生气蚀现象。例如：例如：化油器，化油器，喷雾器，喷雾器，节流阀口。节流阀口。第五十八页，本课件共有65页减小气穴现象的措施减小气穴现象的措施1 1、减小阀口前后的压差。、减小阀口前后的压差。2 2、正确设计及使用液压元器件。、正确设计及使用液压元器件。3 3、提高元件抗气蚀能力（增加零件的强度、提高元件抗气蚀能力（增加零件的强度 减小表面粗糙度）减小表面粗糙度）第五十九页，本课件共有65页 液压冲击液压冲击液压冲击液压冲
36、击-在液压系统中，当管道中的阀门突然关闭或开在液压系统中，当管道中的阀门突然关闭或开 启时，管内液体压力发生急剧交替升降的波动过程。启时，管内液体压力发生急剧交替升降的波动过程。液压冲击液压冲击直接液体冲击直接液体冲击运动部件引起的冲击运动部件引起的冲击一、直接液压冲击式的最大压力一、直接液压冲击式的最大压力1 1、阀门突然关闭时，管内液体动能转换为液体弹性变形能。、阀门突然关闭时，管内液体动能转换为液体弹性变形能。第六十页，本课件共有65页第六十一页，本课件共有65页第六十二页，本课件共有65页2 2、阀口、阀口突然开启突然开启时，出现的最大压力下降值为：时，出现的最大压力下降值为：第六十三页，本课件共有65页二、运动部件制动时所产生的液压冲击二、运动部件制动时所产生的液压冲击根据动量定理根据动量定理第六十四页，本课件共有65页三、减小液压冲击的措施三、减小液压冲击的措施1 1、延长执行元件的换向时间。、延长执行元件的换向时间。2 2、正确设计阀口，使制动速度均匀。、正确设计阀口，使制动速度均匀。3 3、精度要求不高时，换向阀中位时瞬时互通。、精度要求不高时，换向阀中位时瞬时互通。4 4、适当加大管径，减小流速。、适当加大管径，减小流速。5 5、采用橡胶管。、采用橡胶管。6 6、设置卸荷槽和蓄能器，吸收冲击。、设置卸荷槽和蓄能器，吸收冲击。第六十五页，本课件共有65页