液壓與氣壓傳動ppt課件(已改無錯字)

　　

【正文】 點：在流場中任取一封閉曲線，沿此封閉曲線每一點作流線，由這些流線所形成的管狀曲面稱為 流管 。流管內這些流線的集合稱為 流束 。 流束：（ 1）對非穩定流動，流管形狀隨時間而變；特點：（ 2）對穩定流動，流管形狀不變，且管內流線不能穿越流管，此時，流管與真實管道一樣。流束中與所有流線正交的截面稱為 通流截面 。截面上每點處的流動速度都垂直于這個面。通流截面 ：單位時間內流過某通流截面的液體體積。用 q 表示， 單位為 m3/s 或 L/min 。流量： v∵ q=V/t=(lA)/t=A(l/t)=Av∴二、連續性方程 單位： m/s假設 液體作 穩定流動 ，且 不可壓縮 （密度相等）。任取一流管，兩端通流截面面積為 A A2， 在流管中取一微小流束，流束兩端的截面積分別為 dA1和 dA2， 在微小截面上各點的速度可以認為是相等的，且分別為 u1和 u2。ρu1dA1dt＝ ρu2dA2dt 根據 質量守恒定律 ，在 dt時間內流入此微小流束的質量應等于此微小流束流出的質量。u1dA1＝ u2dA2對整個流管： q1＝ q2 如用平均流速表示： v1A1＝ v2A2上述兩通流截面是任意取的，所以有 dA1dA2u1u2q＝ vA＝ 常數 不可壓縮液體作穩定流動時的 連續性方程 結論 : （ 1）通過流管任一通流截面的流量相等。 （ 2）液體的流速與管道通流截面積成反比。 （ 3）在具有分支的管路中具有 q1=q2+q3 的關系。 例 : 如圖所示，進入液壓缸的流量Q1是否等于缸排出的流量 Q2？∵ 油液是不連續的，不可用連續性方程。解 : Q1≠ Q2三、伯努利方程 （能量方程） 伯努利方程就是能量守恒定律在流動液體中的表現形式。(動能定理 ) h2h1A22A11 理想液體 微小流束的伯努利方程 假設 為理想液體且作穩定流動，密度為常數。 A1處斷面為 dA1， 斷面上所受的壓力為 p1， 流速 u1； A2處斷面為 dA2， 斷面上所受的壓力為 p2， 流速 u2； 假設 在無限短的時間 dt內， A1處斷面液體到達 A11， A2處斷面液體到達 A22。 現分析表面力、重力所做的功及其動能變化（功能關系）。h2h1A22A11（ 1）表面力所做的功， dW 表理想液體，無內阻，流束側面表面力與液流位移方向垂直，故不做功。僅有作用于 dA dA2兩端上的力做功，其值為：dW 表 （ 2）重力所做的功， dW 重 在流束中，當 A1A2段的液體運動到 A11A22時，由于屬 穩定流動 ，故在 dt時間內， A11A2段液體所有的參數（ p、 v、 ρ等）均未變化，這段液體能量沒有變化。此時重力做功就等于將 A1A11段液體 A2A22段時所做的功。設 A1A11段、 A2A22段高度分別為 h h2， 則重力所做的功為： dW 重 h2h1A22A11（ 3）動能變化， dE同樣，在 dt時間內， A11A2段液體所有的參數（ p、 v、 ρ等）均未變化，故動能變化應等于 A1A11段和 A2A22段微小流束的動能差，即 dE＝ dW 表 ＋ dW 重即： 伯努利方程物理意義： 第一項為單位重量液體的壓力能稱為 比壓能 （ p/ρg ）； 第二項為單位重量液體的動能稱為 比動能 （ u2/2g ）； 第三項為單位重量液體的位能稱為 比位能 （ h）。 由于上述三種能量都具有長度單位，故又分別稱為 壓力水頭、 速度水頭 和 位置水頭 。 比壓能 + 比位能 + 比動能 = 常量物理意義 ： 在管內作穩定流動的理想液體具有 壓力能 、位能 和 動能 三種形式的能量，在任一截面上三者可以相互轉換，但其總和保持不變。216。靜壓力基本方程 則是伯努利方程（流速為 0）的特例。即：2． 實際液體 微小流束的伯努利方程 實際液體都具有粘性，因此液體在流動時能量消耗，設因粘性而消耗的能量為 hw， 則實際液體微小流束的伯努利方程為： hw： 以水頭高度表示的能量損失（即 阻力水頭 ）△ P = hW . ρg △ P : 壓力損失 。3．實際液體總流的伯努利方程 若用平均流速代替，則必然引起 動能偏差 ，故必須引入 動能修正系數 。于是實際液體總流的伯努利方程為：式中 hw由液體粘性引起的能量損失； α1， α2動能修正系數，一般在紊流時取 α＝ 1， 層流時取 α＝ 2。 例：如圖所示為文氏流量計原理圖。已知 D1＝ 200mm， D2＝100mm。 當有一定流量的水通過流量計時，水銀柱壓力計讀數 h＝ 45mm水銀柱， ρHg/ ρ H2O=。 不計能量損失，求通過流量計的流量。解： 取 D1處斷面 Ⅰ － Ⅰ ， D2處斷面Ⅱ － Ⅱ ，并以中心線為基準，列出伯努利方程：根據題設： z1＝ z2＝ 0； 因為不計壓力損失，所以 hw=0，q動能修正系數取： α1＝ α2＝ 1； 則上述方程簡化為： 由連續性方程 代入上式后得： 由靜壓力基本方程： 分析變截面水平管道各處的壓力情況 泵吸油口真空度 伯努利方程應用舉例 管中流量達多少時才能抽吸？求 水銀柱高度？判斷管中液體流動方向和流量？如圖示，已知一流量 q=16L/min 的液壓泵，安裝在油面以下，油液運動粘度為 2010－ 6 m2/s， ρ＝ 900kg/m3， 其它尺寸如圖所示，僅考慮吸液管沿程壓力損失， 試求液壓泵入口處的絕對壓力。 （ 105Pa）應用伯努利方程解題的一般步驟（ 1）選取兩個計算截面：一個設在所求參數的截面上，另一個設在已知參數的截面上；（ 2）選取適當的基準水平面；（ 3）按照液體流動方向列出伯努利方程的一般形式；（ 4）忽略影響較小的次要參數，以簡化方程；（ 5）若未知數的數量多于方程數，則必須列出其它輔助方程，如連續性方程、靜壓力方程等聯立求解。167。24 液體流動時的壓力損失 一、壓力損失的基本概念 局部壓力損失 ：油液流經局部障礙時，由于液流的方向和速度的突然變化，在局部形成旋渦引起油液質點間，以及質點與固體壁面間相互碰撞和劇烈摩擦而產生的壓力損失。 沿程壓力損失 和 局部壓力損失 。 沿程壓力損失 ：油液沿等徑直管流動時所產生的壓力損失，這類壓力損失是由液體流動時的內、外摩擦力所引起的。 類型 :二、層流、紊（湍）流、 雷諾 數 層流和紊流 層流： 液體質點互不干擾，液體的流動呈線性或層狀，且平行于管道軸線； 液流狀態： 層流、紊流演示圖b） 層流開始破壞 a） 層流紊流 ：液體質點的運動雜亂無章，除了平行于管道軸線的運動以外，還存在著劇烈的橫向運動。 c） 流動趨于紊流 d） 紊流層流 時，液體流速較低，質點受粘性制約，不能隨意運動， 粘性力起主導作用 ；層流和紊流是兩種不同性質的流態。紊流 時，液體流速較高，粘性的制約作用減弱， 慣性力起主導作用 。 液體流動時，究竟是層流還是紊流，要用 雷諾數 來判定。 雷諾實驗裝置原理圖閥門閥門閥門2．雷諾數臨界雷諾數： 對于非圓截面管道來說， Re可用下式來計算：當液流實際流動時的雷諾數小于臨界雷諾數時，液流為層流，反之液流則為紊流。 對金屬圓管 Re臨 ＝ 2022。 層流 → 紊流 Re上紊流 → 層流 Re下且 Re下 Re上Re臨 ＝ Re下dH為通流截面的水力直徑。A－ 通流截面積χ — 濕周水力直徑計算：