液壓流體力學知識ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 ， 11截面面積比22截面積大的多，所以 v1 v2 ， v178。1 171。 v178。2 ，這樣得： gvgpgp22221??????22)( 21 pggppv ???? 式中： —小孔前后的壓力差。 液體流經(jīng)薄壁小孔的流量 Q為： （ 2） p??222*2 pSSvQ ???21 ppp ???公式（ 2）在推導過程中，忽略了一些因素：粘性 摩擦阻力的影響、液體在管道的流速、收縮的作用等，綜合上述的影響，在式中應考慮流量系數(shù)使（ 2）更接近實際。 （ 3） 式中： C流量系數(shù)，由表中根椐情況來查取。 S2小孔的過水斷面。 小孔前、后的壓力差。 ?22 pCSQ ??p?流經(jīng)薄壁小孔的流量為： 通過公式（ 3）式分析得知，薄壁小孔的流量Q和小孔前后的壓力差的平方根成正比。同時由于液體流經(jīng)薄壁小孔時，摩擦力的作用較小，所以流量受液體粘度的影響很小，受溫度變化的影響也很小。 這是薄壁小孔的特點。 2)( 222 ????CSQp流經(jīng)薄壁小孔時的壓力損失為： （二）油液在細長小孔中的流動 細長小孔 長徑比 l/d 4時的孔。 這樣的小孔實質(zhì)上是一段長管，油液流經(jīng)細長小孔時，一般呈層流狀態(tài)，所以細長小孔流量的計算用下式： （ 4） 細長小孔的流量和小孔前后壓力差成正比。 lppdQ??128)( 214 ??細長小孔的特點：該公式中有粘度的參數(shù)，其流量受溫度的影響較大。隨著油溫的變化，液體的粘度將發(fā)生變化，流經(jīng)細長小孔的流量將發(fā)生變化。 細長小孔在液壓技術(shù)中應用很廣，多數(shù)用于阻尼小孔。 （三）油液在短孔中的流動 短孔 它利用薄壁小孔流量的計算公式： 但是流量系數(shù)取值與薄壁小孔不一樣，根據(jù)需要查表即可。 ?22 pCSQ ??L/d在 L/d4與之間。 二、油液在縫隙中的流動 液壓元件中常見的縫隙有兩種： 兩縫隙之間有 固定式 的，有 相對運動式 的。 （一）油液在兩個固定平面縫隙中的流動 一種 是有兩個平面組成的平面縫隙 另一種 是由兩個內(nèi)、外圓柱表面形成的環(huán)狀縫隙 油液在兩個固定平面縫隙中的流動如圖分析： 兩平面之間的間隙的厚度為 、液體沿 X軸方向流動，縫隙的寬 b，液體在縫隙中流動時的前后壓力為 p p2。 在縫隙中取對稱尺寸液體 bX2yXL ?由于 縫隙較小 液體本身 又有粘性 ，流動時 呈層流。 由于液體本身的特性，液層之間存在著速度差，液層上、下受相鄰液層內(nèi)摩擦力的作用。在穩(wěn)定運動的情況下，作用在液體薄層上的作用力應相互平衡，即： 作用在薄層兩側(cè)油液壓力產(chǎn)生的作用力 ： F=F1F2= p12yb p22yb 作用在薄層上下由內(nèi)摩擦力產(chǎn)生的作用力 F180。= τ 2lb →→ F = F180。 ?blppby 2)(2 21 ??代入上式dydv?? ??dydvlppy ???? )( 21對上式積分，得： 在上式中當 將兩數(shù)代入得： 故液體在該平面的速度方程式為： cylppv ???? 2212)(?,0,2 ??? vy 時?42)( 221 ?????lppc)4(2)( 2221ylppv ??????計算液流通過平面縫隙的流量 Q為： 通過流量公式得知，油液流經(jīng)平面間隙的流量和縫隙的厚度三次方成正比，和粘度的大小成反比。 dyylppbvb d yQ )4()(2 22202021???????????plb ????123在采用間隙密封地方，應盡可能縮小間隙量，并適當提高油液的粘度，以減少高壓油的泄漏。 （二）油液在具有相對運動的平面縫隙中流動 這樣的縫隙是由一個運動平面，一個固定平面組成的。 上平面以 v`的運動速度移動，下平面固定不動，液體以 V速度向右動。 （參見下圖） 如圖分析： 如果平面運動速度方向與液體運動的方向一致，則促使液流速度增加，反之減小。 由于兩平面之間的間隙較小，受相對運動速度的影響較大，因此通過這樣平面縫隙的流量就有變化。 由 v180。引起的流量的變化值： 2?bvQ????2123 ??? bvlpbQ????（三）油液在同心圓固定環(huán)狀縫隙中的流動 如圖分析： 液壓缸與活塞之間的關系，縫隙的厚度為 ，縫隙內(nèi)側(cè)圓柱面的直徑 d， ?沿液流方向縫隙的長度 L，由于間隙與直徑之比非常小，油液沿環(huán)狀縫隙的流動情況與在平面縫隙中的流動相似，此時將環(huán)狀縫隙沿圓周展開，就相當于一個平面縫隙，利用前面的公式套用即可。 此時縫隙長 l，寬 πd，厚（間隙）， 油液流經(jīng)此縫隙的流量： b=πd lpdQ???123 ??產(chǎn)生的壓力損失為： 其它的間隙在此就不多講述。 3312Qdlp?????167。 26節(jié) 液壓沖擊、氣穴現(xiàn)象等 液壓系統(tǒng)工作時，由于各種原因產(chǎn)生振動、沖擊、噪聲、爬行、溫升、液壓沖擊及氣穴等現(xiàn)象，會給液壓系統(tǒng)的正常工作帶來不利的影響甚至引起液壓元件的損壞，在使用時應注意防止這些現(xiàn)象的產(chǎn)生。 （一）液壓沖擊的定義 一、液壓沖擊 液壓沖擊定義 在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因造成油液的壓力在某一瞬間突然急劇上升，產(chǎn)生峰值，并形成壓力波，傳播于充滿油液的管道內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為 液壓沖擊 。 （ 二）產(chǎn)生的原因： ，迅速將閥門關閉，使液體的流速突然將為零。 （伯努利方程） ，當運動機構(gòu)質(zhì)量較大時，運動速度較快時，易產(chǎn)生液壓沖擊。 ，引起液壓沖擊。 （三）產(chǎn)生的危害 系統(tǒng)出現(xiàn)沖擊時，液體瞬時的壓力峰值是正常工作壓力的好幾倍它會損壞密封裝置、管道和液壓元件，引起設備振動，產(chǎn)生很大的 噪聲，有時使某些液壓元件如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生誤動作，影響系統(tǒng)正常工作，并污染環(huán)境。 （四）減小液壓沖擊的措施 、運動部件制動換向的時間。 。 ，盡量縮短管道長度。 ，利用彈性吸收液壓沖擊。 ，設置卸荷閥或蓄能器。 二、氣穴現(xiàn)象 （一）定義 在常溫和常壓下，礦物油可以溶解容積比為6~12%的空氣。 當油液在系統(tǒng)中流動時，如果系統(tǒng)中某一處的壓力低于空氣從油液中分離出來的壓（即空氣分離壓力），原來溶解與油液中的空氣便迅速分離出來形成氣泡。 如果形成氣泡處的壓力更低，低于當時溫度下油液的飽和蒸汽壓力時，油液開始沸騰，形成大量的氣泡 。 這些氣泡混雜在油液中，使原來充滿在管道或元件的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，這種現(xiàn)象 稱氣穴現(xiàn)象。 （二）產(chǎn)生的原因 氣穴現(xiàn)象往往發(fā)生在液壓泵的吸油管道中。 （ 1）通道面積窄小。 （為什么？） 流速過快，壓力急劇下降。 （ 2）當液壓泵安裝高度過大。 吸油管徑過小，吸油阻力過大，或泵的轉(zhuǎn)速過快，造成吸油口真空過大，也會產(chǎn)生氣穴。 （三）危害 當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象時，大量的氣泡破壞了液流的連續(xù)性，造成流量和壓力脈動，氣泡隨液流進入高壓區(qū)時又急劇破滅，以致引起局部液壓沖擊，發(fā)出噪聲并引起振動。 當附著在金屬表面上的氣泡破滅時，它所產(chǎn)生的局部高溫和高壓會使金屬剝蝕，使液壓元件的工作性能變壞，壽命大大降低。 液壓泵工作時會造成吸油阻增大，油液來不及填充泵腔，造成過大的局部真空。 氣穴的出現(xiàn)使油液的壓縮性增大，流動特性變壞，特別是氣穴被油液帶到高壓部位時，周圍的高壓使氣泡絕熱壓縮，迅速崩潰，局部產(chǎn)生高溫（溫度可達 1000℃ 以上）和沖擊壓力（壓力是工作壓力的幾倍乃至幾十倍）局部高溫和高壓會使空氣酸化，一方面使金屬疲勞，另一方面使油液變黑。 （四）減小或防止氣穴現(xiàn)象的措施 從氣穴現(xiàn)象發(fā)生的原因來看，主要是系統(tǒng)局部壓力低于空氣分離造成的。 因此為避免氣穴現(xiàn)象的發(fā)生，必須采取防止系統(tǒng)局部壓力極端降低的方法： 適當限制液壓泵轉(zhuǎn)速和吸油高度，并盡量減少吸油管路中的壓力損失。 應控制節(jié)流小孔和閥口縫隙前、后的壓力不要過大： p1 / p2。 采取抗氣蝕能力強的金屬材料，如青銅。增加零件的機械強度，提高零件表面加工粗糙度。 三、振動 振動產(chǎn)生的原因： （ 1） 由液壓泵輸出壓力的脈動而使液壓元件、管路等的振動同時產(chǎn)生噪聲。 （ 2）溢流閥工作時引起的振動。 （ 3）由氣穴和液壓沖擊引起的振動。 （ 4）發(fā)生爬行現(xiàn)象時引起的。 （ 5）元件的損壞、油液中空氣的混入，液壓設計的不合適等。 四、噪聲 產(chǎn)生的原因： （ 1）液壓泵工作時產(chǎn)生的是主要原因，如壓力和流量的脈動。 （ 2）空氣的混入。 （ 3）閥口過小、局部阻力過大時將產(chǎn)生尖叫。 第一、二章 小結(jié) 第一章 、發(fā)展與應用 第二章 流體力學的性質(zhì) 1 .液體的物理性質(zhì) 粘度、影響粘度的因素、選擇液體的粘度根據(jù)等 、靜壓特性、壓力的表示方法、壓力油作用在平面、曲面上的力 （計算） 、泄漏的計算 、產(chǎn)生的原因、帶來的危害、減小的措施。