你当前的位置:首页>>液压与气动>>专题教程>>液压传动教案  
  第3章 液压流体力学基础(1)
             第1节 液体静力学

 1. 液体的静压力及其特性

1)当液体相对静止时,液体单位面积上所受的法向力,称为液体的静压力p。(压力、压强)

 P=F/A

2)单位:Pa(帕)或(牛/平方米)。

  MPa(兆帕) kPa(干帕)  1MPa=kPa=Pa

 bar(巴),      1bar=Pa=0.1MPa=1.02

3)液体静压力的性质

a. 液体的压力沿着内法线作用于承压面,即静止液体只承受法向压力,不承受剪切力和拉力。

b. 静止液体内,任意点处所受到的静压力各个方向都相等。

2 工作压力的分级

压力等级

低压

中压

中高压

高压

超高压

压力 MPa

≤2.5

>2.5~8

>8~16

>16~32

>32

3. 液体静力学基本方程

1) 静止液体内任一点处的压力由两部分组成,一部分是液面上的压力,另一部分是与该点离液面的深度h的乘积。

即:静压力基本方程p=+h
              

2)同一容器(同一系统中)中,同一种液体内的静压力随液体深度h的增加而线性增加。

3)连通器内同一种液体中,深度相同处的压力都相等。

        
 (液体在受外界压力作用的情况下,由液体自重所形成的那部分压力h甚小,在液压系统中常可忽略不计,因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。)

4)静压力基本方程的物理意义:静止液体内任何一点都具有压力能和位能两种能量形式,其总和保持不变,即能量守恒。但是两种能量可以相互转换。

4 绝对压力、相对压力和真空度

以绝对真空作为基准所表示的压力,称为绝对压力。

以大气压力作为基准所表示的压力,称为相对压力。由于大多数测压仪表所测的压力都是相对压力,所以相对压力也称为表压力。

当绝对压力小于大气压力时,比大气压小的那部分压力数值称为真空度。

[注:大气压力简介:

由于地心引力作用,距地球表面近的地方,地球吸引力大,空气分子的密集程度高,撞击到物体表面的频率高,由此产生的大气压力就大。距地球表面远的地方,地球吸引力小,空气分子的密集程度低,撞击到物体表面的频率也低,由此产生的大气压力就小。因此在地球上不同高度的大气压力是不同的,位置越高大气压力越小。此外,空气的温度和湿度对大气压力也有影响。

在物理学中,把纬度为45°海平面(即海拔高度为零)上的常年平均大气压力规定为1标准大气压(atm)。

此标准大气压为一定值。其值为,

1标准大气压=760毫米汞柱=1.013bar =1.013xpa=0.1013MPa]

5. 帕斯卡原理

  在密闭容积中,由外力作用所产生的压力可以等值地传递到液体内部所有各点,这就是斯卡原理,或称为静压力传递原理。

         第2节 液体动力学

1、基本概念

1)理想液体:无粘性和不可压缩的理想状态的液体。

  液体流动时,若液体中任一点处的压力、流量和密度不随时间变化而变化,则称为恒定流动;反之,若液体中任一点处的压力、流量和密度中有一个参数随时间变化而变化,则称为非恒定流动

2)流量:单位时间内流过某通流截面的液体体积,称为流量。

   q=V/t

  q—流量,常用单位为L/min

  V—液体体积

  t—流过液体体积V所需的时间

  平均流速:v=q/A

3) 流动液体的压力

  实际中,流动液体内各点的压力可认为是相等的。

2、连续性方程:

  理想液体在管道中作恒定流动时,流经管道每一个截面的流量相等,这就是液流的连续性原理。q=vA=常数

  也就是说:液体是以同一个流量在流管中连续地流动着;而液体的流速则与流通截面面积成反比。

3、理想液体的伯努利方程,也称为理想液体的能量方程。

    其物理意义是:在密闭的管道中作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量(动能、位能、压力能),在沿管道流动的过程中,三种能量之间可以相互转化,但是在管道任一断面处三种能量总和是一常量。

    

-- 单位重量液体所具有的压力能,称为比压能;

-- 单位重量液体所具有的位能,称为比位能;

-- 单位重量液体所具有的动能,称为比动能。

4、实际液体的伯努利方程

α:动能修正系数,为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(层流时α=2,紊流时α=1)

:为单位重力液体从截面A1流到截面A2过程中的能量损耗。



                                                            [编著:曾保国]
版权所有  民众工作室.制作