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1、第一章第一章 流体力学基础流体力学基础l流体静力学、动力学、运动学流体静力学、动力学、运动学l管道流动、孔口流动、缝隙流动、瞬变流动管道流动、孔口流动、缝隙流动、瞬变流动l工作介质工作介质l穿透多孔物质的液流穿透多孔物质的液流 第一节第一节 工作介质工作介质一、液压传动介质一、液压传动介质作用：传递能量和信号作用：传递能量和信号一、液压传动介质一、液压传动介质基本功能：1.传动：传递能量 2.润滑：润滑执行元件 3.冷却：吸收、带走热量 4.去污：带走污染物 5.防锈：防止元件1 1、密度、密度和重度和重度 =M/V =M/V M-M-液体的质量液体的质量,V-,V-液体的体积液体的体积 =G
2、/V=G/V G-G-液体的重量液体的重量温度上升，液压油密度减小温度上升，液压油密度减小压力升高，液压油密度增加压力升高，液压油密度增加（一）传动介质的物理性质（一）传动介质的物理性质是负值（压力增大，体积减小），在式是负值（压力增大，体积减小），在式子右边增加一个负号以保证子右边增加一个负号以保证k为正数。为正数。2 2、可压缩性、可压缩性压力的增量压力的增量体积压缩系数体积压缩系数体积的增量体积的增量被压缩的液体体积被压缩的液体体积体积弹性模量 工程上常用液体体积弹性模量工程上常用液体体积弹性模量(简称体积模简称体积模量量)来表示其可压缩性来表示其可压缩性温度增加，体积模量减小温度增加，
3、体积模量减小压力增大，体积模量增大压力增大，体积模量增大（变化范围：（变化范围：5%25%5%25%）压力超过压力超过3MPa时，时，K不再增大不再增大液体的可压缩性是钢铁的液体的可压缩性是钢铁的100170100170倍倍 纯油的可压缩性变动量不大，对液纯油的可压缩性变动量不大，对液压系统性能影响不大，压系统性能影响不大，在一般情况下在一般情况下不予考虑。不予考虑。但在但在高压情况高压情况下以及在研下以及在研究系统动态性能时则不能忽略。由于究系统动态性能时则不能忽略。由于空气的可压缩性很大，且与工作压力空气的可压缩性很大，且与工作压力的改变而大幅度变化，所以在油中的改变而大幅度变化，所以在油
4、中游游离空气离空气对体积弹性模量影响很大。对体积弹性模量影响很大。刚度刚度封闭在容器的液体在外力的作用下，受封闭在容器的液体在外力的作用下，受力情况像弹簧：外力增大，体积减小；外力情况像弹簧：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。力减小，体积增大。：刚度刚度：外力外力：液柱长度变化量液柱长度变化量：液体承受面积液体承受面积：体积模量体积模量：液体体积液体体积3 3、粘性、粘性 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象称为液体的粘性。粘性液体有以下特点：1.1.静止液体不呈现粘性。静止液体不呈现粘性。2.2.在流动截面上各点的流速不
5、同。在流动截面上各点的流速不同。相邻液层间的内摩擦力动力粘度动力粘度（粘性系数）（粘性系数）A A液层接触面积液层接触面积液层间的速度梯度液层间的速度梯度单位面积上的内摩擦力动力粘度的单位是动力粘度的单位是牛顿液体内摩擦定律牛顿液体l动力粘度只与液体种类有关，而与速度梯度无关的液体。l石油基液压油一般是牛顿液体运动粘度运动粘度液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度运动粘度的单位是运动粘度的单位是粘度的单位粘度的单位l动力粘度：动力粘度：P（泊）；（泊）；1Pas=10P=103cP（厘泊）（厘泊）l运动粘度：运动粘度：St（斯）；（斯）；1m2/s=104
6、St=106cSt（厘斯）（厘斯）l相对粘度：根据特定条件制定的，又称条相对粘度：根据特定条件制定的，又称条件粘度。恩氏粘度、通用赛氏秒、商用雷件粘度。恩氏粘度、通用赛氏秒、商用雷氏秒、巴氏度等。氏秒、巴氏度等。机械油的牌号机械油的牌号 是以是以4 40时运动粘度的中心值来划分的时运动粘度的中心值来划分的例：例：20号机械油号机械油 =1723 cSt（厘斯）（厘斯）温度对粘度的影响温度对粘度的影响 T ，。影响：影响：大，阻力大，能耗大，阻力大，能耗 小，油变稀，泄漏小，油变稀，泄漏限制油温：限制油温：T，加冷却器，加冷却器 T，加热器，加热器粘温图粘温图压力对压力对粘度的影响粘度的影响 p
7、 应用时忽略影响应用时忽略影响：压力为p时液体的运动粘度：大气压力下液体的运动粘度C ：系数气泡对粘度的影响气泡对粘度的影响l气泡的体积分数增加，粘度增加。：混入空气时液体的运动粘度：不含空气时液体的运动粘度 b ：混入气泡的体积分数（二）对液压传动工作介质的要求（二）对液压传动工作介质的要求1)可压缩性：小可压缩性：小2)粘性：粘温特性好粘性：粘温特性好3)润滑性：必须能充分润滑润滑性：必须能充分润滑4)安定性：防热、氧化、水解等，剪切稳定安定性：防热、氧化、水解等，剪切稳定5)相容性好：与金属、密封件、橡胶管、涂料等相容性好：与金属、密封件、橡胶管、涂料等6)抗泡沫性好抗泡沫性好7)防锈、
8、抗腐蚀性好防锈、抗腐蚀性好8)杂质少杂质少9)抗乳化性：油水分离容易抗乳化性：油水分离容易10)凝点低凝点低,闪点、燃点高闪点、燃点高11)无无公害、成本低公害、成本低（三）工作介质的分类和选用（三）工作介质的分类和选用1.分类：石油型，乳化型，合成型分类：石油型，乳化型，合成型2.工作介质的选用原则工作介质的选用原则1)液压系统的工作条件液压系统的工作条件2)液压系统的工作环境液压系统的工作环境3)综合经济分析综合经济分析1)优先考虑粘性优先考虑粘性=11.5 41.3 cSt 2)按工作压力按工作压力 p 高，选高，选大；大；p 低，选低，选小小3)按环境温度按环境温度 T 高，选高，选大
9、；大；T 低，选低，选小小4)按运动速度按运动速度 高，选高，选小；小；低，选低，选大大5)其他其他 环境环境（污染、抗燃）（污染、抗燃）经济经济（价格、使用寿命）（价格、使用寿命）特殊要求（精密机床、工程机械）特殊要求（精密机床、工程机械）工作介质工作介质的选择的选择ERFl也称电流变流体，是一种新型工作介质。l组成：液体介质中加入10%-40%的固体颗粒，形成悬浊液。l特征：通电时，液体固化；断电时，恢复液体状态。l优点：可延长液压元件的寿命，降低元件制造精度等。具有较高的响应速度。（四）液压系统的污染控制（四）液压系统的污染控制1.污染根源：被污染的新油，残留污染，污染根源：被污染的新油
10、，残留污染，侵入污染，生成污染侵入污染，生成污染2.污染引起的危害污染引起的危害1)影响液压系统的性能影响液压系统的性能2)影响液压系统的使用寿命影响液压系统的使用寿命3)造成液压系统的故障造成液压系统的故障3.污染的测定：称重法、颗粒计数法污染的测定：称重法、颗粒计数法4.污染度的等级污染度的等级5.工作介质的污染控制工作介质的污染控制工作介质的污染控制工作介质的污染控制1)控制油温控制油温2)设置过滤器设置过滤器3)定期抽检、定期更换定期抽检、定期更换4)加工组装后系统清洗加工组装后系统清洗5)确保密封确保密封重点复习l液体的三项性能（密度、可压缩性、粘性），及其与温度、压力的关系。l两种粘度的概念及其单位。l工作介质的分类、性能要求、选择方法l工作介质的污染及其控制方法人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。