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第二章 液压油及流体力学基础(1)

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第二章.液压流体力学基础

第二章.液压流体力学基础

等值传递。
压力传递的应用
图示是应用帕斯卡原理的实例，假设作用在小活塞上
施加压力F1时，则在小活塞下液体受的压力为p= F1/A1 根据帕斯卡原理，压力p等值的 传 递到液体内部各点，即大活塞下面 受到的压力也为p，这时，大活 塞 受力为F2= pA2。为防止大活塞下 降，则在小活塞上应施加的力为：
6.3 液体流经缝隙的流量
环形缝隙流量
活塞与缸体的内孔之间、阀芯与阀孔之间都存在环形缝隙。
πdh qV p 12 l
同心环形缝隙
3
6.3 液体流经缝隙的流量
环形缝隙流量
流过偏心圆环缝隙的流量， 当e = 0时，它就是同心圆环缝 隙的流量公式；当e =1时，即 在最大偏心情况下，其压差流 量为同心圆环缝隙压差流量的
压力有两部分：液面压力p0及自重形成的压力ρgh；
静压力基本方程式 p=p0+ρgh
3.3 重力作用下静止液体压力分布特征
液体内的压力与液体深度成正比；
离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的 所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压 面为水平面； 压力由两部分组成：液面压力p0，自重形成的压
6.1 液体流经薄壁小孔的流量
当小孔的长径比 l /d < 0.5时，称为薄壁孔 。
qV Cq K
2

p
6.3 液体流经缝隙的流量
平面缝隙流量
在液压装置的各零件之间，特别是有相对运动的各 零件之间，一般都存在缝隙（或称间隙）。油液流过缝 隙就会产生泄漏，这就是缝隙流量。由于缝隙通道狭窄， 液流受壁面的影响较大，故缝隙液流的流态均为层流。 压差流动：由缝隙两端的压力差造成的流动。 剪切流动：形成缝隙的两壁面作相对运动所造成的流动。

第二章 液压油与液压流体力学基础

第二章 液压油与液压流体力学基础
第二章 液压油与 液压流体力学基础
2.1 液体的物理性质
一、 液体的密度和重度
①密度：单位体积液体内所含有的质 量 单位：kg/m3，N.s2/m4 ②重度：单位体积液体的重量
g
二、流体的压缩性及液压弹簧刚性系数
压缩性：液体受压力作用其体积会减小的性质
2.1 液体的物理性质
①体积压缩系数k：当温度不变时，在压力的变化 下，流体密度（体积）所产生的相对变化量
2.3 流动液体力学
3、非恒定流动：通过空间某一固定点的各液 体质点的速度、压力和密度等任一参数只要 有一个是随时间变化的，即为非恒定流动。
4、一维流动：若运动参数（流速、压力、 密度等）只是一个坐标的函数，则称为一维 流动。 5、三维流动：通常流体的运动都是在三维 空间内进行的，若运动参数是三个坐标的函 数，则称这种流动为三维流动。
流束的特性： 恒定流动时，流束的形状不随时间改变； 流体质点不能穿过流束表面流入或流出； 流束是一个物理概念，具有一定的质量和 能量； 由于微小流束的横断面很小，所以在此截 面上各点的运动参数可视为相同。
2.3 流动液体力学
8、通流截面：流束中与所有流线正交的 截面。 9、微小流束：通流截面无限小时的流 束为微小流束，微小流束截面上各点 上的运动速度可以认为是相等的。 10、流量：单位时间内通过某通流截面 的液体体积。 Q=V/t
2.3 流动液体力学
11、平均流速：是假想的液体运动速度，认 为通流截面上所有各点的流速均等于该速度， 以此流速通过通流截面的流量恰好等于以实 际不均匀的流速所通过的流量。
2.3 流动液体力学
二、流量连续性方程
质量守恒 ：
单位时间内，流入质量－流出质量=控制体内质量的变化率

液压油和液压流体力学基础

液压油和液压流体力学基础

第二章液压油和液压流体力学基础一、填空1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的，其大小用表示。

常用的粘度有三种：即、和。

2.液体的粘度具有随温度的升高而，随压力增大而的特性。

3.各种矿物油的牌号就是该种油液在40℃时的的平均值，4.当液压系统的工作压力高。

环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏。

宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较的液压油。

5.液压系统的工作压力取决于。

6.在研究流动液体时，将既又的假想液体称为理想液体。

7.当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度由决定。

8.液体的流动状态用来判断，其大小与管内液体的、和管道的有关。

9.在液压元件中，为了减少流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于状态。

二、判断1.液压传动中，作用在活塞上的推力越大，活塞运动的速度越快。

（）2.油液在无分支管路中稳定流动时，管路截面积大的地方流量大，截面积小的地方流量小。

（）3.习题图2-1所示的充满油液的固定密封装置中，甲、乙两个用大小相等的力分别从两端去推原来静止的光滑活塞，那么两活塞将向右运动。

（）习题图2-14.液体在变径的管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，压力小。

( )5.流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的2.5倍。

( )6.液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。

( )7.液压油能随意混用。

（ )8.在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。

( )9.习题图2-2两系统油缸尺寸相同，活塞匀速运动，不计损失，试判断下列概念：（1）图b活塞上的推力是图a活塞上推力的两倍；（）（2）图b活塞上的运动速度是图a活塞运动速度的两倍；（）（3）图b缸输出的功率是图a缸输出功率的两倍；（）（4）若考虑损失，图b缸压力油的泄漏量大于a缸压力油的泄漏量。

（）（a）（b）习题图2-2三、单项选择1.液压系统的执行元件是。

第二章 液压油与液压流体力学基础

第二章 液压油与液压流体力学基础

液体单位面积上所受的法向力，称为压力，以p表示，单位Pa、Mpa
F p lim A 0 A

静止液体的压力称为静压力。
性质： （1）液体的压力沿内法线方向作用于承压面上； （2）静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。
二、重力作用下静止液体中的压力分布 间内流过某一通流截面的液体体积称为流量。 流量以q表示，单位为m³ /s或L/min。
q = V/t = Al/t = Au

当液流通过微小的通流截面dA时，液体在该截面上各 点的速度u可以认为是相等的，所以流过该微小断面的 流量为 dq=udA 则流过整个过流断面A的流量为
m V
(kg / m 3 )
式中：V——液体的体积，单位为m3；
m——液体的质量，单位为kg。
液体的密度随压力或温度的变化而变化，但变化量很 小，工程计算中忽略不计。
（二）液体的可压缩性 液体受压力作用而使体积减小的性质称为液体的可 压缩性。通常用体积压缩率来表示：
1 V k p V0

单位：㎡/s 1㎡/s=104㎝2/s =104斯（St）=106mm2/s =106厘斯（cSt）
液压油牌号：
国际标准按运动粘度对油液的粘度等级（即牌号）进行 划分。常用它在某一温度下（40℃）的运动粘度平均值来表 示，如VG32液压油，就是指这种液压油在40℃时运动粘度 的平均值为32mm2/s（cSt）。
2、粘度 粘性的大小用粘度表示。常用的粘度有三种，即动力 粘度、运动粘度和相对粘度。 ⑴动力粘度 动力粘度又称绝对粘度
du / dy

动力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动 时，流动液层间单位面积上的内摩擦力。 单位： N· s/㎡或Pa· s

第二章 液压油与液压、流体力学基础

第二章 液压油与液压、流体力学基础
（1）合适的粘度和良好的粘温特性； （2）良好的润滑性； （3）纯净度好，杂质少； （4）对系统所用金属及密封件材料有良好的相容性。 （5）对热、氧化水解都有良好稳定性，使用寿命长； （6）抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；
（7）比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高， 流动点和凝固点低（凝点—— 油液完全失去其流动性的 最高温度） （8）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜
二、液体静力学基本方程
由力平衡方程可得：
p = p0+ρgh （静力学平衡方程） 由此可得，重力作用下静止液体其压力分布特 征：
（1）静止液体中任一点处的压力由两部分
液面压力p0 组成 { 液体自重所形成的压力ρgh （2) 静止液体内压力沿液深呈线性规律分布 （3) 离液面深度相同处各点的压力均相等，压力相 等的点组成的面叫等压面.
一、基本概念 1.理想液体和稳定流动 理想液体：既无粘性又不可压缩的液体 恒定流动（稳定流动、定常流动）：流动液体中任 一点的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动. 2.流量与平均流速 流量—单位时间内流过某通流截面液体体积q 平均流速—通流截面上各点均匀分布，是一假想流 速 u = q/A
图 稳定流动和不稳定流动 (a)稳定流动 （b)不稳定流动
公式: ∵τ=F/A=μ〃du/dy（N/m2） ∴ μ=τ〃dy/du （N〃s/m2） du/dy为速度梯度，即液层相对运动速度对液层间距 离的变化率。
运动粘度单位：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）
二、液体的粘性
1.定义：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. 即流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质.

液压油与液压流体力学基础

液压油与液压流体力学基础

第2章 液压流体力学基础液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。

因此，了解液体的主要物理性质，掌握液体平衡和运动的规律等主要力学特性，对于正确理解液压传动原理、液压元件的工作原理，以及合理设计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。

2.1液体的物理性质液体是液压传动的工作介质，同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。

液压系统能否可靠、有效地进行工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。

2.1.1液体的密度液体的密度定义为dV dm V m V =∆∆=→∆0limρ （2.1） 式中 ρ——液体的密度（kg/m 3）；ΔV ——液体中所任取的微小体积（m 3）；Δm ——体积ΔV 中的液体质量（kg ）；在数学上的ΔV 趋近于0的极限，在物理上是指趋近于空间中的一个点，应理解为体积为无穷小的液体质点，该点的体积同所研究的液体体积相比完全可以忽略不计，但它实际上包含足够多的液体分子。

因此，密度的物理含义是，质量在空间点上的密集程度。

对于均质液体，其密度是指其单位体积内所含的液体质量。

V m =ρ （2.2） 式中 m ——液体的质量（kg ）；V ——液体的体积（m 3）。

液压传动常用液压油的密度数值见表2.1。

表2.1 液压传动液压油液的密度变化忽略不计。

一般计算中，石油基液压油的密度可取为ρ＝900kg/m 3。

2.1.2液体的可压缩性液体受压力作用时，其体积减小的性质称为液体的可压缩性。

液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数k 来表示，其定义为：受压液体在发生单位压力变化时的体积相对变化量，即VV p k ∆∆-=1 （2.3） 式中 V ——压力变化前，液体的体积；Δp ——压力变化值；ΔV ——在Δp 作用下，液体体积的变化值。

由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边必须冠一负号，以使k 成为正值。

液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量K ，简称体积模量。

V K p V=-∆∆ （2.4） 体积弹性模量K 的物理意义是液体产生单位体积相对变化量所需要的压力。

2-液压油与液压流体力学基础-1

2-液压油与液压流体力学基础-1

液体静压力分布特征： (a)一部分是液面上的压力p0， 另一部分是ρg与该点离液面深 度h的乘积。
(b)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度h的增加而 线性地增加。 (c)连通器内同一液体中深度h相同的各点压力都相等。由 压力相等的组成的面称为等压面。在重力作用下静止液体中 的等压面是一个水平面。
第二章 液压油与液压流体力学基础
液压传动是以液体作为工作介质传递能量的。液压系统 中的液压油既是传递功率的介质，又是液压元件的冷却、 防锈和润滑剂。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染 物，也要靠液压油带走。液压油的物理、化学特性将直 接影响液压系统的工作。
流体力学是研究流体在外力作用下的平衡和运动规律的 一门学科。主要讨论液体在静止和运动过程中的基本力 学规律。这些内容是合理设计和使用液压系统的理论基 础。
/（kg﹒m-3）
在计算时，液压油密度常取ρ＝900 kg﹒m-3 重度：对于均质液体，单位体积内的液体重量被称为重度。 ＝G/V
2.液体的可压缩性 液体在受压力作用时，其体积减小。液体在受压力的作用 而使液体体积发生变化的性质被称为液体的可压缩性。 液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数 来表示，其定 义为：受压液体在单位压力变化时发生的体积相对变化量， 即 1 V
质量力：单位质量液体受到的质量力称为单位质量力，在 数值上等于加速度。
表面力：是与液体相接触的其它物体（如容器或其它液体） 作用在液体上的力，这是外力；也可以是一部分液体作用在 另一部分液体上的力，这是内力。
单位面积上作用的表面力称为应力，它有法向应力和切向 应力之分。当液体静止时，液体质点间没有相对运动，不存 在摩擦力，所以静止液体的表面力只有法向力。液体内某点 处单位面积△A上所受到的法向力△F之比，称为压力p（静 压力），即 F

液压第2章+液压油与液压流体力学基础

液压第2章+液压油与液压流体力学基础

二. 连续性方程
Continuity Equation
恒定流动的通流截面面积分别为A1和A2，液体密度 和平均流速分别为ρ1 、v1和ρ2、v2，则根据质量守恒 定律，在单位时间内流过两个断面的液体质量相等， 即 ρ1v1A1=ρ2v2A2
Sunday, May 05, 2013
当忽略液体的可压缩性时，ρ1=ρ2 则得 v1A1=v2A2 或写成 q =vA=常数 这就是液流的连续性方程。
m V
Sunday, May 05, 2013
二.液体的可压缩性
★ 液体的可压缩性
★ 体积压缩系数 k
Compressibility
液体受压从而使体积减小的性质 体积为V 的液体，当压力增大Δp时 体积减小ΔV 则液体在单位压力变化下的体积相对变化量 1 V k p V
Sunday, May 05, 2013
水力半径大意味着液流和管壁的接触周长短，管 壁对液流的阻力小，通流能力大。
同样的通流面积下，圆管的水力半径最大，通 流能力最大。
Sunday, May 05, 2013
(4) 不同通流截面的临界雷诺数 • 金属圆管 2000~2320 • 滑阀阀口 260
• 锥阀阀口 20~100
Sunday, May 05, 2013
Sunday, May 05, 2013
2.流线、流管、流束、通流截面
• 流线 是某一瞬间液流中一条条标志其质点 运动状态的曲线，在流线上各点的瞬 时液流方向与该点的切线方向重合
Sunday, May 05, 2013
流管 在流场内作一条封闭曲线，通过该曲线的 所有流线所构成的管状表面称为流管。
一.基本概念 1.理想液体、恒定流动、一维流动

2液压油与液压流体力学基础1

2液压油与液压流体力学基础1
ν=μ/ρ
运动粘度的单位为m2/s。 (3)恩氏粘度°E
相对粘度又称条件粘度，它是按一定的测量条件制定的。 根据测量的方法不同，可分为恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、 雷氏粘度Re等。
恩氏度0E —— 中国、德国、前苏联等用
赛氏秒SSU —— 美国用
雷氏秒R
—— 英国用
巴氏度0B
—山东—理工大学法农国业工用程与食品科学学院
当p>20MPa时， 必须考虑温度对 粘性的影响；
当p<6.3MPa时， 不用考虑
山东理工大学农业工程与食品科学学院
8
(5)压力对粘度的影响 对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小，通 常忽略不计。
μ随p↑而↑，压力较小时忽略，32Mpa以上才考虑 (6)两种油混合，粘度的计算
EaE 1bE 2c(E 1E 2) 100
a、b—两种油占的百分比，a＋b＝100；c—实验系数。
山东理工大学农业工程与食品科学学院
9
4.液压油的分类
普通液压油
矿物油基液压油
耐磨液压油 数控液压油
洁净液压油
液压油
含水液压油
水一二元醇液压油
乳化液
油包水 水包油
合成液压油
磷酸脂基液压油 合成液压油(如硅酮，卤化物等)
山东理工大学农业工程与食品科学学院
(1)根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的来选用液压油。 或者
(2)初步根据液压系统的使用性能和工作环境确定液压油的类 型（品种）。
选用品种时，一般要求不高的液压系统可选用普通液压油； 系统条件要求高或专用的液压设备可选用各种专用液压油。
(3)根据液压系统的工作压力、环境温度及工作部件的运动速 度确定液压油的粘度后，确定油的具体牌号。工作压力、环 境温度高，而控制的工作部件运动速度低时，为了减少泄露， 宜采用粘度较高的液压油，反之，则采用粘度较低的液压油。

第二章 液压油与液压流体力学基础

第二章 液压油与液压流体力学基础

第二章 液压油与液压流体力学基础 液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的，因此，了解液体的物理性质，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学规律，对于正确理解液压传动的基本原理，合理设计和使用液压系统都是非常重要的。

第一节 液体的物理性质一、 液体密度单位体积液体的质量称为液体的密度，通常用ρ（kg/3m ）表示ρ=M ／ν。

式中 v ——液体的体积（3m ）；M ——液体的质量（㎏）。

密度是液体的一个重要的物理参数。

密度的大小随着液体的温度或压力的变化会产生一定的变化，但其变化量较小，一般可以忽略不计。

常用液压油的密度约为900 kg/3m 。

二、 液体的可压缩性液体受压力作用而使体积减小的性质成为液体的可压缩性。

体积为V 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的体积相对变化量为K= 1VP V -∆∆式中。

K 为体积的压缩系数。

由于压力增大时，液体的体积减小，即p ∆与v ∆的符号始终相反，为保证K 为正值，在上式的右边加一负号。

K 的倒数成为液体的体积模量，以K 表示，即K= 1K = V P V -∆∆K 表示液体产生单位体积相对量所需要的压力增量。

在常温下，纯净液压油的体积模量K=(1.4~2.0) ×910P a 。

在变动压力下，液压油的可压缩性的作用极像一个弹簧，即压力升高，油液体积减小；压力降低，油液体积增大。

当作用在封闭液体上的压力发生∆F 的变化时，如液体承压面积A 不变，则液柱的长度必有∆ι的变化（见图2-1）.在这里，体积变化为V A l ∆=∆，压力变化为/p F A ∆=∆,即2V F K A l -∆=∆ 或 2h F p A A k K l l V-∆-∆===∆∆, 式中h k ——“液压弹簧”的刚度。

三、液体的粘性1．粘性的意义液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动，既具有一定的内摩擦力，这种性质称为液体的粘性。

第二章 流体力学基础(1-6)知识讲解

第二章 流体力学基础(1-6)知识讲解
密闭容器中的静止液体，当外加压力发生变化时，液体内任一点的压力将 发生同样大小的变化。即施加于静止液体上的压力可以等值传递到液体内 各点。这就是帕斯卡原理。 在图中，F是外加负载，A是活塞面积。根据 帕斯卡原理，缸筒内的压力将随外加负载的变 化而变化，并且各点的压力变化值相等。如果 不考虑活塞和液体重力引起的压力，则液体中 的压力为
34
2.2 液体静力学
2.2.3 压力表示方法和单位
压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。
以绝对真空为基准度量的压力叫做绝对 压力； 以大气压为基准度量的压力叫做相对压 力或表压。
这是因为大多数测量仪表都受大气 压作用，这些仪表指示的压力是相对压 力。
在液压与气压传动系统中，如不特别 说明，提到的压力均指相对压力。
液压油的粘度等级就是以其40ºC时运动粘度的某一平均 值来表示，
如L-HM32液压油（32号液压油）的粘度等级为32，则 40ºC时其运动粘度的平均值为32mm2/s 。
12
2.1 液压油
相对粘度 雷氏粘度〞R——英国、欧洲 赛氏粘度SSU——美国 恩氏粘度oE——俄国、德国、中国
oE=
t1
t2
单位：无量纲
（2）润滑性能好 （3）质地纯净，杂质少。 （4）具有良好的相容性。
（5）具有良好的稳定性。（氧化） （6）抗乳化性、抗泡沫性、防锈性、腐蚀性小。
（7）膨胀系数低、比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害，成本低。
18
2.1 液压油
2.1.4 液压油的选择
正确合理地选择液压油液，对保证液压传动系统正常工作、延 长液压传动系统和液压元件的使用寿命以及提高液压传动系统的工 作可靠性等都有重要影响。
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流体力学与液压传动
第2章 液压流体力学基础
2018年11月9日
2018/11/9
第2章 液压油与液压流体力学基础
本章学习要点
1.掌握液压油两个重要物理性质：可压缩性和粘性。 2.掌握液体静力学基本方程、运动学方程、动力学方程，理解
方程的物理意义，能运用方程解决工程实际问题。
3.掌握液体的流态：层流、紊流以及它们的本质；掌握液体
如图两平板间充满液体，下板固定， 上板在外力F 作用下以速度 u0 向右平
移。由于液体与固体壁面间的附着力，
粘附于上平板的液层速度为 u0 ，粘附 于下平板的液层速度为零。
由于液体的粘性，中间各层液体速度随液层间距dy的变化而变 化。速度快的液层带动速度慢的，而速度慢的液层阻滞速度快的。
结论 不同速度的液层间相对滑动，必然在层与层之间产生内 摩擦力。其成对出现，大小相等、方向相反作用在相邻两液层上。
2.1 液体的物理性质
2.1 液体的主要物理性质
液体是液压传动传递能量和运动的工作介质，同时也起到润 滑、冷却和防锈的作用。因此液压油的物理、化学、力学性质对 液压系统的工作影响很大。
液体的密度 液体的可压缩性、体积弹性模量 液体的粘性
2.1 液体的物理性质
2.1.1 液体的密度
1. 液体密度的定义
（1）动力粘度（绝对粘度）μ Ff / A du / dy
动力粘度的物理意义： 液体在单位速度梯度下流动时，相接 触的液体层间单位面积上所产生的内摩擦力。
动力粘度的单位：Pa · s （1Pa· s = 1N· s/m2 ）
2.1 液体的物理性质
（2）运动粘度
液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度。即
2.1 液体的物理性质
（4）液层间的切应力
液层间的切应力 是单位面积上的内摩擦力。用符号τ表示。 可表示为
du A dy
或表示为
Ff
FF A (切应力） = = du dy du dy(切应变）
2.1 液体的物理性质
（5）液体粘性的物理意义
du A dy
Ff
在一定的切应力τ作用下，动力粘度 µ 越大，速度梯度du/dy越 小，液体发生剪切变形越小，则液体抵抗液层间发生剪切变形的 能力越强。
= m2 / s
γ ≈ 8.8×103 N/m3
2.1 液体的物理性质
2.1.2 液体的可压缩性、体积弹性模量
1. 液体的可压缩性
可压缩性 是指液体在容器中受压力作用时，其体积减小的性 质，其大小用体积压缩系数β表示。 β定义为：受压液体在发生单位压力变化时，液体体积的相对
变化量，即
1 V =p V
由于压力增大时液体的体 积减小，所以β 式中必须加 一负号，使β 为正值。
2.1 液体的物理性质
2.1.3 液体的粘性 1. 液体粘性的概念
液体粘性 液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力阻止分
子间的相对运动，在液体内部产生一种内摩擦力。
粘性的作用 液体粘性可阻滞、
延缓液体内部液层的相互滑动过程， 即粘性反映了液体抵抗剪切流动的 能力。
2.1 液体的物理性质
（1）液层间的内摩擦力
流动产生压力损失的原因以及计算方法；了解液压系统产生液压
冲击、气穴现象的原因以及减小、预防方法。
第2章 液压油与液压流体力学基础
本章教学内容
2.1 液体的物理性质 2.2 液体静力学基础 2.3 流动液体力学基础 2.4 液体在管道内的压力损失计算 2.5 孔口和间隙的流量—压力特性 2.6 液压冲击和气穴现象
非均质液体的密度为：液体在某点处的微小质量Δm与其体积 ΔV 之比的极限值。用符号ρ 表示，即 m dm lim V o V dV 密度的物理含义：质量在空间某点处的密集程度。 密度是空
间点坐标和时间的连续函数。
均质液体的密度为：单位体积内所含的液体质量。即
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m = (kg/m 3 ) V
液体粘性的物理意义：液体在流动时抵抗变形能力的一种度量。
（6）粘性特点：
在静止液体中，du/dy=0，故Ff =0。因此，静止液体不呈现粘 性，液体流动时才显示其粘性。
2.1 液体的物理性质
2. 液体粘性的度量——粘度
粘度是表示液体粘性大小的物理量，是液压系统选择液压油的
主要指标。粘度的表示方式有：动力粘度、运动粘度、相对粘度。
2.1 液体的物理性质
2. 密度与温度、压力的关系
液压油的密度ρ随温度的升高而减小，液压油的密度ρ随工 作压力p的升高而增大。 由于液压系统的工作压力变化不是太大，油液温度又在控制 范围内，所以油温和压力引起的密度变化甚微。 因此工程应用中，石油基液压油的密度取为ρ＝900 kg/m3 又因 G = mg，所以液体的重度为γ =ρg ，即
2.1 液体的物理性质
3. 可压缩性与体积模量的影响
① 油液中的含气量对液体压缩性的影响较大，一般工程计算
取Κ ＝700MPa。
② 讨论液压系统的静态性能时，可将液体看成是不可压缩。 ③ 研究液压系统的动态特性时，体积弹性模量是影响液体动 态特性的重要因素，必须考虑。 ④ 液体在机械中产生液压弹簧效应。 当考虑液体的可压缩性时，封闭容器内的 液体在外力作用下的受力变形犹如弹簧。液压 弹簧可造成液压传动装置产生低速爬行。
2.1 液体的物理性质
（2）流动液体的内摩擦定律
内摩擦定律 流动液体相邻液层间的内摩擦力Ff 与液层接触
面积A、液层间的速度梯度du/dy 成正比， 即
du F f A dy
（3）牛顿液体
μ 为粘度系 数或动力粘度。
牛顿液体 是指液体的动力粘度μ与液体的种类有关，与速度梯
度du/dy无关的液体。一般石油基液压油都是牛顿液体。
工程上常用体积弹性模量表示液体的可压缩性。
2.1 液体的物理性质
2. 体积弹性模量
体积弹性模量 为液体体积压缩系数的倒数，用Κ表示。即
V = =p V
◆ 体积弹性模量Κ越大，液体的可压缩性越小，其抗压性能 越强，反之越弱。 ◆ 温度升高，Κ 值减小，在油液正常工作范围内，Κ 值会
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有5%～25%的变化。压力增大，Κ值增大，但当p≥3MPa时，Κ 值基本上不再增大。纯液压油的Κ=（1.4~2）×103 MPa，其数值 很大，一般被认为是不可压缩的。