液气压传动 第2讲
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第二章 流体力学基础液气压传动的工作介质流体静力学气体状态方程流体动力学液压系统的压力损失孔口及缝隙的流量压力特性充、放气温度与时间的计算2.2流体静力学 流体静力学主要是讨论静止流体的力学特性及其基本方程,以及在流体传动中的应用。
所谓“静止流体”指的是流体内部质点间没有相对运动(处于平衡状态),不呈现粘性而言。
一、液体静压力及其特性1. 作 用 于 流 体 上 的 力作用在液体上的力有两种,即质量力和表面力。
① 质量力:指与流体质量成正比的力。
如:重力、惯性力直线:离心:F ma=F mrω=② 表面力:指与流体的作用面积成正比的力。
如:固体壁面对液体的作用力,液体表面上气体的作用力等 外力从液体内部取出的分离体所受的力内力流体处于静止(或平衡)状态时,单位面积上所受到的法向力,称为静压力(p )。
2. 流体静压力及其特性F1F2F3F 4F 5F 3F 4△F △A ① 若包含液体某点的微小面积ΔA 上所作用的法向力为ΔF , 则该点的静压力p 定义为:0lim A F p A ∆→∆=∆Fp A重要性质流体静压力的方向必然是沿作用面的内法线方向;由于液体质点间的凝聚力很小,微小的切力作用就会引起 质点的相对运动,这就破坏了流体的静力平衡。
因此平衡 条件下的流体只能承受压应力,而压力即为内法线方向。
?静止流体内任一点的流体静压力在各个方向上都相等,即:作用于一点的流体静压力的大小与该点的作用面在空间的方位无关。
方向大小♂ 虽然同一点的各方向压力相等,但不同点的压力却不是一样的, 因流体是连续介质,所以压力是空间坐标的连续函数, 即: P = f ( x. y. z )二、重力作用下静止液体的压力分布1. 静 压 力 基 本 方 程如图所示:容器中静止液体所受的力有:液体重力(F G )、液面上压力(p0)及容器壁面作用在液体上的反压力。
该液体中任意一点的静压力可从液体中取微元体进行研究,微元体在垂直方向上的力的平衡方程为:00G p A p A F A p A gh A ρ⋅∆=⋅∆+⋅∆=⋅∆+⋅∆0p p gh ρ=+⇒静压力的基本方程2. 结 论① 液体内任意一点的压力由两部分组成表面力:p 0质量力:ρgh② 静止液体中压力随液体深度呈线性分布;③压力相等的所有点组成的面积称为等压面。