第2章液压流体力学1汇总

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对液压油液
的要求
合适的粘度，具有较好的粘—温性能。 具有良好的润滑性能和足够的油膜强度，使系统中的各摩擦表面获得
足够的润滑而不致磨损。 不得含有蒸气、空气及容易汽化和产生气体的杂质，否则会起气泡。
气泡是产生剧烈振动和噪声的主要原因之一。 对金属和密封件有良好的相容性。不含有水溶性酸和碱等，以免腐蚀
机件和管道，破坏密封装置。 对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性，在贮存和使用过程中不
变质。 抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。 热膨胀系数低，比热高，导热系数高。 凝固点低，闪点和燃点高。一般液压油闪点在130℃～150℃之间。 质地纯净，杂质少。 对人体无害，成本低。
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速度梯度：在垂直速度 方向上的速度变化率。
⒊粘性的物理实质 流体抵抗剪切变形的能力。
切应力
Ff A
du dy
du /
（切应力）
dy（切应变）
注意：流体只有在流动时才呈现出粘性，静止时不呈现粘性。
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粘性的度量——粘度
⒋粘性的度量——粘度
粘度
表示粘性大小的物理量。流体抵抗剪切变形能
可压缩性是钢的100~150倍 实际使用中，由于液体中不可避免地混入空气，其抗压 缩能力显著降低，会影响液压系统的工作性能。使系统 不稳定，噪声大。
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三 流体的粘性
⒈粘性的概念
流体流动时，分子之间 产生内摩擦力的性质。
⒉牛顿内摩擦定律
Ff
A du
dy
du dy
液压流体力学基础
力是物体运动的根本原因。
所谓力学就是研究物体机械运动的科学。
由于研究的对象不同，力学有许多分支，流体力学是以 流体为对象，主要研究流体和流体及流体和固体之间的作 用和反作用，也就是研究流体机械运动的规律，并把这些 规律应用到有关的工程技术部门中去的力学分支。
液压流体力学是研究流体整体机械运动的普遍规律，以 及运用这些规律进行液压技术工程计算的科学。
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一般液压油的密度
一 流体的密度 为900 Kg / m3
定义 严格的定义：流体质量在空间点上密集的程度。
lim m
V 0 V
单位： Kg / m3
数学上的V 0，物理上指体积趋向于空间中的一个点。
一般的定义：单位体积流体内所含流体的质量。
对于均质流体
m
流体受压力作用，体积减小的性质称为压缩性。
工程上常用体积压缩系数κ的倒数来表示压缩性， κ的倒数用 k表示，称为体积弹性系数，即
k 1 lim（V p ） V dp
V 0
V
dV
单位
MPa
物理 意义
当温度不变时，产生一个单位 对于液压油有：
体积的相对变化率所需要的压 力变化量。 k 越大（ κ越小）
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液压油液分类
机械油 汽轮机油 普通液压油（YA）
（5
~
7）105
1 bar
表示流体越不容易被压缩。 k （1.4 ~ 1.9）103 Mpa
注意 三个 问题
含气量对压缩性的影响 等效体积弹性系数的计算。 液压弹簧的概念、刚度系数计算、影响。
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含气量对压缩性的影响
一般矿物油的体积弹性模量为： K=（1.4~1.9) ×103Mpa。
概念
力的度量，粘度大，这种能力强。
，
表
动力粘度、
绝对粘度μ
单位速度梯度下，单位面积上 的内摩擦力。直接表示粘性的 大小。单位： Pa s，（N s / m2）
示 方
运动粘度ν
不含力、质量单位，只含运动学单
位。m2/s(斯）、mm2/s（厘斯）
法
相对粘度
我国采用恩氏粘度
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V
V0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
定
T
1
0
T
1 V0
dV dT
义
体积 膨胀 系数
当压力不变时，在温度的 变化下，流体密度（体积） 所产生的相对变化量
1 1 dV 0 p V0 dp
体积 压缩 系数
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
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体积弹性系数（弹性模量）概念
液压传动是以油液为工作介质（传动件），通过油液进 行能量转换和传递的传动方式。液压流体力学是液压、气动 系统和元件工作过程及流体动力计算的理论基础，是正确分 析和利用这些系统和元件的理论依据。
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2.1 液压油主要的物理性质
连续介质假设
由于流体力学研究流体宏观表象的运动，并不 顾及它的内部微观结构，因此，我们以宏观的质点 作为介质的基本单位，一个质点可包含着一群分子， 质点的运动参数即为该群分子运动参数的统计平均 值，并且认为介质质点与质点间没有间断的空隙， 而是连绵不断组成的，即把流体看成具有绵续性的 连续介质。这样，在流体中的运动参数将是空间点 座标和时间的连续函数，这样就能采用数学工具来 处理解决问题。
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粘度与温度、压力的关系
⒌粘度与温度、 压力的关系
粘温特性 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
流体的粘性给 液压系统带来 了什么影响？
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粘压特性 当压力不变时，在温度的
变化下，流体密度（体积） 所产生的相对变化量
粘 性 摩 擦 —— 在 管 道 中 造 成 压 力 损 失 （能量损失）在液压阀中增加了阀芯运 动的阻力。粘度低时，增大泄漏，造成 流量损失（能量损失）。
V
密度是空间点坐标和时间的函数： (x, y, z,t)
密度与流体压力、温度有关，随压力增加增大， 随温度增高减小。换言之，密度还是压力、温度的函 数，这个函数称为流体的状态方程：
( p,T )
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二 流体的可压缩性
在给定点 （0 p0，T0）处展成一次泰勒级数近似式：
（0 p0，T0） （pp，T）T（0 p p0） （pT，T）p（0 T T0）
式中负号表示温度 增加密度下降。
写成增量形式：
0
d
p
T0 dp T
p0 dT
密度对压力、温度的变化率不便于测量，采用相对量，有
d 0
1 0 p
T0 dp
1 0
T
p0 dT dp T dT
在质量不变时，即 m V const 有 0 0V V0