1.5小孔和缝隙的流量特性
- 格式:ppt
- 大小:847.00 KB
- 文档页数:35
第1章 液压传动基础知识液体流经小孔和缝隙的流量压力特性小孔在液压与气压传动中的应用非常广泛。
本节主要根据液体经过薄壁小孔、厚壁小孔和细长孔的流动情况,分析它们的流量压力特性,为以后学习节流调速及伺服系统工作原理打下理论基础。
1.5.1 液体流经小孔的流量压力特性1.薄壁小孔的流量压力特性在图1.13中,如果小孔的长度为l ,小孔直径为d ,当长径之比0.5l d≤时,这种小孔称为薄壁小孔。
一般孔口边缘做成刀刃口形式。
各种结构形式阀口一般属于薄壁小孔类型。
液体流过小孔时,因D d ,相比之下,流过断面1—1时的速度较低。
当液流流过小孔时在流体惯性力作用下,使通过小孔后的流体形成一个收缩截面A 2(对圆形小孔,约至离孔口2d 处收缩为最小),然后再扩大,这一收缩和扩大过程便产生了局部能量损失,并以热的形式散发。
当管道直径与小孔直径之比D /d ≥7时,流体的收缩作用不受孔前管道内壁的影响,这时称流体完全收缩;当D /d <7时,孔前管道内壁对流体进入小孔有导向作用,这时称流体不完全收缩。
设收缩截面222π4A d =与孔口截面2π4A d =之比值称为截面收缩系数C c ,即 222c 2A d C A d == (1-41) 在图1.13中,在截面1—1及截面2—2上列出伯努利方程。
由于D d ,12v v ,故v 1可忽略不计。
得221222222p p a v v g g g g ξρρ=++ (1-42) 化简后得2v C == (1-43) 式中,Δp ——小孔前后压差,Δp=p 1- p 2;α2——收缩截面2—2上的动能修正系数;图1.13 薄壁小孔的流量推导简图。
孔口和缝隙流量在液压系统中,孔口和缝隙流动是最常见的。
研究液体在孔口和缝隙中的流动规律,了解影响它们的因素,对液压系统的分析和设计都很有意义。
一、孔口流量1.薄壁孔的流量计算孔口的长径比d l /≤0.5时称为薄壁孔,如图2.13所示。
对孔前通道断面1-1和收缩断面2-2之间的液体列出伯努力方程式中,1,,22121=<<=αv v h h ,局部损失222v p p w ρξξ=∆=∆,整理上式后得ρ/22p C v v ∆=式中,C v —速度系数,ξ+=11V C ;P ∆—孔口前后压差,21P P P -=∆ 。
由此可得通过薄壁孔口的流量公式为式中,2A —收缩断面面积,由实验测定;c C —收缩系数,T c A A C /2=;T A —孔口通流截面的面积,4/2d A T π=;q C —流量系数,c v q C C C =。
c C 、v C 和q C 的数值可由实验确定。
当液体完全收缩(7/≥d D )时,62.0~61.0=q C 。
当液体不完全收缩(7/<d D )时,8.0~7.0=q C 。
薄壁小孔因其沿程压力损失很小,其能量损失只涉及局部损失,因此通过薄壁孔口的流量与粘度无关,即流量对油温的变化不敏感,因此薄壁小孔适合作节流元件。
2.短孔的流量计算孔口的长径比4/5.0≤<d l 时为短孔。
短孔的流量公式仍为式(2.34),但流量系数不同。
一般可取82.0=q C 。
短孔的工艺性好,通常用作固定节流器。
3.细长孔的流量计算孔口的长径比d l />4时为细长孔。
液体流过细长孔时,一般为层流,流量公式可用前面推出的圆管层流的流量公式,即p ld q v ∆=μπ1284由上式可知,液体流经细长孔的流量与液体粘度成反比。
即流量随温度的变化而变化,并且流量与小孔前后的压差成线性关系。
上述各类小孔的流量可归纳为一个通用公式m T v p CA q ∆=式中 C ……由孔的形状、尺寸和液体性质决定的系数。