模块二液压流体力学基础详解.ppt
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WUST 第2、3次课 模块二 液压流体力学基础 模块学习目标: 1、了解液压流体力学基础知识; 2、掌握液压油的物理性质,液体静、动力学,小孔和缝隙流量计算; 3、理解液压传动系统压力损失的基本形式、液压冲击和气穴现象; 4、熟悉液压流体力学在液压传动系统中的应用。 模块二 液压流体力学基础 模块学习内容: 1、液压油的物理性质、液压油的使用与污染控制; 2、液体静力学的基本特性、液体流动时的运动特性、管路的压力损失以及流经小孔和缝隙的流量等液压传动的基础知识。 模块二 液压流体力学基础 2、1 液压油 2、2 液体静力学 重点难点 液压油的粘性和黏度 粘温特性 静压特性 压力形成 静力学基本方程 单元一 液压油 2、1、1 液压油的物理性质 2、1、2 对液压油的要求及选用 单元一 液压油 单元学习目标: 了解液压油的密度、可压缩性和工作任务; 掌握液压油的粘性、黏度和选用原则。 一、液压油 1、液体的密度 2、液体的可压缩性 液体的可压缩性: 液体受压力作用而发生体积缩小的性质。 液体的可压缩性可以用体积压缩系数β或其倒数(液体的体积模量)K来表示。 液体的体积压缩系数定义 定义: 体积为V0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。 液体的体积模量定义 液体体积压缩系数的倒数 一般认为油液不可压缩(因压缩性很小),计算时取: k = 0.7×109 N/m2 若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则必须考虑液体的可压缩性。 注意:由于空气的可压缩性很大,所以当工作介质中有游离气泡时,K值将大大减小,这会严重影响液压系统的工作性能。故应采取措施尽量减少液压系统工作介质中游离空气的含量。 3.液体的黏性 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。 1)粘性的定义及物理意义 动画演示 实验结果表明: 液体流动时,相邻流层间的内摩擦力F与流层间的接触面积A及液层间的相对运动速度du成正比,而与流层间的距离dy成反比,即 μ—比例系数,称为黏性系数或动力系数; du/dy—相对运动速度对液层间距离的变化率, 也称速度梯度或剪切率。 ∵ 液体静止时,du/dy = 0 ∴ 静止液体不呈现黏性 动力黏度μ 公式: ∵τ=F/A=μ·du/dy(N/m2) ∴ (N·s/m2) 动力黏度单位 国际单位(SI制)中: 帕·秒(Pa·S)或牛顿·秒/米2(N·S/m2); 以前沿用单位(CGS制)中: 泊(P)或厘泊(CP) 达因·秒/厘米2dyn·S/cm2) 换算关系: 1Pa·S = 10P =103 CP 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 mm2/s(cSt) 新牌号——L—HL46号液压油,指这种油在 40°C时的平均运动粘度为46mm2/s(cSt)。 ③相对黏度(条件黏度)0E: 它是按一定的测量条件制定的,然后再根据关系式换算出动力黏度 或运动黏度。 动力粘度和运动粘度难以直接测量。在实际工作中,常采用先测量液体的相对粘度,然后再进行换算。 恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系 ν=(7.310E-6.31/0E)×10-6 3)温度对黏度的影响 液体的黏度随液体的压力和温度改变而变化。 液压油液黏度对温度的变化十分敏感,当温度升高时,液体分子间的内聚力减小,其黏度降低,这一特性称为粘温特性。 液体的粘温特性常用黏度指数Ⅵ来度量。 粘度指数高,说明黏度随温度的变化小,其粘温特性好。 一般在90以上; 优异在100以上。 4)压力对黏度的影响 对液压油来说,压力增大时,其分子间的距离将减小,其内聚力增加,黏度增大。但在一般液压系统使用的压力范围内,黏度增大的数值很小,可以忽略不计。 二、液压油的种类 1、液压油的种类 液压油的种类很多,主要分三大类型: 矿油型、乳化型、和成型。 2、航空液压油 在民用飞机上通常使用三种液压油: 1)植物基液压油(蓝油)如美国MIL-H-7644 蓖麻油和
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