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液压流体力学基础知识 ppt课件

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《液压流体力学》PPT课件

《液压流体力学》PPT课件

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扩大局部损失
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h
1
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p p 1 1 2 2
g 2g g 2g
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g
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2
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.
1
1
c
v
2p
注意精选区pp别t 文丘利流量计的流体模型58
l / d 0.5
薄壁孔
精选ppt
46
pap2gh 2u2 2p
油泵吸入口及连接管路的设计应考虑3种情 况： 1）最大吸入高度 2）最大流量（管路直径） 3）降低吸入阻力（无纺布过滤器）
精选ppt
47
第六节 管道流动
层流 流体质点互不干扰 受粘性制约
紊流 流体质点杂乱无章，惯性力起主导作
用
雷诺数 R e d
RedH
量可以互相转换，三者之和为常值。
精选ppt
33
实际流体的能量方程
• 粘性 微元流体 ，由于粘性产生摩擦阻力，实际流 体作恒定流动时的能量方程为：
pg 1z12 u1 2gpg 2z22 u2 2g hw
精选ppt
34
实际流体的能量方程
• 粘性
• 通流截面不是流束，具有一定的面积， 速度在整个截面上是变化的。
2
u
u
ds
1 s s
1 s
积分并整理得：
p1
g
z1
u
2 1

《液压流体力学》课件

《液压流体力学》课件

素质目标
培养学生对工程问题的敏感性 和创新性，提高分析和解决问 题的能力。
情感态度与价值观
培养学生对工程科学的兴趣和 热爱，树立严谨的科学态度和
求真务实的精神。
02
CATALOGUE
液压流体力学基础
流体性质
01
流体的定义与分类
流体的定义、流体分类（理想流 体、实际流体）
02
流体的物理性质
03
流体的流动状态
流体动力学基本方程
连续性方程、伯努利方程、动量方程等
流体动力学基本定理的应用
伯努利定理的应用、动量定理的应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等
03
CATALOGUE
液压系统工作原理
液压泵的工作原理
液压泵是液压系统的动力源， 它利用机械能将油液从低压区 泵送到高压区，为系统提供动
力。
液压泵的主要类型有齿轮泵、 叶片泵、柱塞泵等，它们的工 作原理略有不同，但基本原理 都是利用容积变化来吸入和排
技术发展。
安全问题
液压系统存在一定的安全风险，如泄 漏、过载等，需要采取有效措施确保
系统安全运行。
维护和保养
液压系统的维护和保养需要专业知识 和技能，对维护人员的技术水平要求 较高。
成本压力
随着市场竞争的加剧，液压系统的成 本压力也不断增加，需要采取有效措 施降低成本。
未来液压技术的发展方向
高效节能技术
液压缸的工作原理主要是利用液体的压力传递来推动活 塞运动，从而驱动负载进行运动。
液压缸的主要类型有单杆活塞缸、双杆活塞缸、柱塞缸 等，它们的工作原理基本相同。
液压缸的性能参数包括推力、速度、行程等，这些参数 的选择直接影响着液压系统的性能和设计要求。

流体传动与控制第二章液压流体力学基础优秀课件

流体传动与控制第二章液压流体力学基础优秀课件

作用在曲面上，液体在某个方向的静压力等于液压力与 曲面在该方向的投影面积的乘积。
Fx
2
plr cos d
2
plr
s
in
2
s
in
2
2 plr
2.1.3 压力的表示方法及单位
压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa， 1Pa = 1N/m2。 1MPa = 106 Pa
2.3 液体动力学基础
2.3.1 几个基本概念 1. 理想液体和实际液体 2. 稳定流动和非稳定流动 3. 通流截面、流量和平均流速
q V vA t
q/ A
2.3.2 液体连续性方程 假设液体作定常流动，且不可压缩。 根据质量守恒定律：
液压油的体积弹性模量一般取β=700--1000MPa。2. 粘性源自1) 粘度的定义及其物理意义
牛顿流体内摩擦定律：液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时， 分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这 种现象叫做液体的粘性。
牛顿内摩擦定律的数学表达：
du
dz
——单位面积上的内摩擦力（切应力）
蒸馏水在20℃时从恩氏粘度计小孔流出时间t2的比值
，为恩氏粘度。
Et
t1 t2
恩氏粘度与运动粘度的换算关系：
vt 7.31Et 6 .E 3t 11 06m2/s
（4）影响粘度的主要因素
液体的粘度随液体的压力和温度而变。
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。
液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时 ，粘度下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度 随温度变化越小越好。
2.1.4 液压工作介质的选用
液压流体力学
➢ 流体力学

第2章-液压流体力学基础ppt课件

第2章-液压流体力学基础ppt课件
如果垂直液缸活塞上没负 载，则在略去活塞重量及 其它阻力时，不论怎样推 动水平液压缸活塞，不能 在液体中形成压力。
.Hale Waihona Puke 四、绝对压力、相对压力和真空度
压力有两种表示方法：以绝对零压力作为基准所表示的压力， 称为绝对压力。
以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。相对压 力也称表压力。
相对压力为负数时，工程上称为真空度。真空度的大小以此负 数的绝对值表示。
运动黏度。
单位：m2/s，（米2/秒）或 mm2/s 。1 m2/s=106 mm2/s
液体的运动黏度没有明确的物理意义，但它在工程 实际中经常用到。
我国液压油的牌号就是用它在温度为40℃时的运动 黏度平均值来表示的。例如N32号液压油，就是指这种油 在40℃时的运动黏度平均值为32 mm2/s。
h1=0.1m,h2=0.2m,汞的密度为 1.3 6130kg /m3
油液的密度为90k0g/m3。试计算A
点的绝对压力和真空度。
M
M
.
例5 如图所示，如图所示U形管测压计，已知汞的
密度是 g1.3613 0kg /，m 油3的密度
.
5. 油液的机械稳定性 指液体在长时间的高压作用（主要是挤压作用）下，
保持其原有的物理性质的能力。 液压油应具有良好的机械稳定性。
6. 油液的化学安定性 指液体抗氧化的能力。 液压油应具有良好的化学稳定性，并且不含杂质。
.
二、液压油的分类
.
.
三、液压油的选择
1、液压油的使用要求
➢ 粘温特性好 ➢ 有良好的润滑性 ➢ 成分要纯净 ➢ 对热、氧化水解都有良好的化学稳定性，使用寿命长 ➢ 比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流

液压流体力学知识PPT课件

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（二）油液的选择 在具体选择液压油的粘度时，一般应考虑下列具体因素： 1.液压系统中工作压力的高低。 2.液压系统中运动速度的快慢。 3.液压系统周围环境温度。 有时也从以下几个因素考虑： ①液压系统所处的环境； ②液压系统的工作条件； ③液压油的性质； ④经济性；
第38页/共158页
第39页/共158页
P6表1-1是液压泵使用油液的粘度范围。
五、液压油的合理使用（污染与控制） 液压油受到污染，常常是系统发生故障的主要 原因，因此控制液压系统的污染是十分重要的。
§2-1 液压油的性质
（Working medium of hydraulics— hydraulic oil）
液压传动是以液体为工作介质来传递能量的。因此要了解液体—工作介质—液压油和 液体的力学性质是必要的，它有助于正确理解液压传动的原理和规律，为正确使用 和维修液压元件和液压系统打下良好的基础。
液压油的类型：
第1页/共158页
第2页/共158页
矿物油（石油型）——包括有 （1）机械油； （2）普通液压油（其中加入抗氧剂，防锈剂，抗泡剂等添加剂）； （3）专用液压油（航空液压油，炮用液压油，舰用液压油等）； （4）汽机油； （5）柴油机油等。 乳化油——油包水乳化液、水包油乳化液。 它们是由两种互不相容的液体（如水和油）构成，其中一种液体成为小液滴并均匀地
壁间的附着力和液体分子间的内聚力造成的。
液体流时 速度的布：
第9页/共158页
通过分析得知运动较快的液层带动运动较慢的液层，而运动较慢的液层却阻滞运动较 快的液层。这样，运动较快的液层在运动较慢的液层上滑过时，就类似固体的摩擦 过程。
由于液体与固体（容器）界壁的附着力和液体本身的内聚力而使液体各处的速度产生 差异。

《液压流体力学基础》PPT课件_OK

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28
（1）当固体壁面为一平面时： （2）当固体壁面为一曲面时：
29
2.3 流动液体力学基础 本节讨论液体流动时的运动规律、能量转换和流动液体对固体壁面的作用力等问题，
具体介绍三个基本方程——连续性方程、能量方程和动量方程。
30
2.3.1 基本概念
理想液体：既无黏性又不可压缩的液体
恒定流动：液体流动时，液体中任何一点的压
dy
则
(F / A) /(du/ dy)
式中 F——相邻液层间的内摩擦力； A——液层间的接触面积； du——液层间的相对运动速度； dy——液层间的距离； μ ——比例黏度，成为动力黏度
du —d—y速度梯度
2. 黏度—— 是衡量流体黏性的指标。 （1）动力黏度 （2）运动黏度 （3）相对黏度
(2) 质地纯净，杂质少。 (3) 化学稳定性好。
(4) 抗乳化性、抗泡沫性好。
(5) 闪点、燃点高，能防火、防爆。
(6) 凝固点低。
(7) 有良好的润滑性。
13
(8) 对人体无害，成本低。
2.1.3 液压油类型
2.1.3.1 石油基液压油
L-HL液压油(又名普通液压油)
L-HM液压油(又名抗磨液压油，M代表抗磨型) L-HG液压油(又名液压—导轨油)
21
2.2.1 液体静压力及其特性
压力的定义 液体在单位面积上所受的法向力 称 为压力，用p表示。
• 压力的单位
在SI单位中压力的单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，
1Pa=1N/m2。
6
1MPa=10 Pa。
22
液体静压力的重要特性
静止液体中的压力称为静压力，液体静压力有两个基本 特性
(1) 液体静压力沿法线方向，垂直于承压面。 (2) 静止液体内，任一点的压力，在各个方向上都相等. 由上述性质可知：静止液体总是处于受压状态，并且其 内部的任何质点都是受平衡压力作用的。

《液压流体力学基础》课件


流体静压力测量的重要性
了解流体的静压力特性对于工程实践和科学研究具有重要意义。
流体静压力测量的方法
常用的流体静压力测量方法包括压强计法、压力传感器法等。
流体静压力测量仪器的选择
根据实际测量需求，选择合适的流体静压力测量仪器，并确保其精 度和可靠性。
03
流体动力学基础
流体动力学基本概念
流体
在任何外力作用下能 保持其空间位置和运 动轨迹的物质。
局部水头损失
由于流体流经管道的弯头、阀门等局部障碍物时，流速方向和速度大小发生变化 ，导致水头损失。局部水头损失的计算需要考虑具体局部障碍物的形状、尺寸和 流体流速等因素。
05
液压元件与系统
液压泵的工作原理与性能
液压泵的工作原理
液压泵是液压系统的动力源，它依靠 密封容积的变化来吸入和排出液体， 从而将机械能转换为液体的压力能。
动量守恒方程
单位时间内流体微元体动量的变 化，等于作用在该微元体上的外 力之和。
能量守恒方程
单位时间内流体微元体内能量的 增加，等于同一时间间隔内流入 该微元体的净热流量与各种流动 功率所做的功之和。
流体动力学方程的应用
流体静力学问题
研究流体在静止状态下的平衡规律及其作用力 的问题。
流体动力学问题
航空液压系统
在航空领域，液压系统用于控制飞 机的起落架、襟翼等关键部件，对 于飞机的安全运行至关重要。
液压系统的维护与保养
定期检查液压元件
定期对液压泵、液压阀、液压缸等元 件进行检查，确保其正常工作，及时 更换损坏的元件。
保持液压油的清洁
定期过滤或更换液压油，防止油液中 的杂质对元件造成磨损或堵塞。
水头损失的计算
摩擦水头损失

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四、液体稳定流动时的动量方程
第2页，此课件共30页哦
一、几个基本概念
1、稳定流动和非稳定流动
液体流动时，若液体中任何一点的压力，流速和密度
都不随时间变化，这种流动称为稳定流动。反之，压力
，流速随时间而变化的流动称为非稳定流动。如图所示
，从水箱中放水，
如果水箱上方有一补充水源
，使
水位H保持不变，则水箱下部出水
并以速度c向A传播。
此后B处压力
降低p，形成压力降波，
并向A传
播。而后当A处先恢复初始压
力，
压力波又传向B。则如此循环使液
流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。
第26页，此课件共30页哦
图 2-26 水 锤 现 象 分 析
让我们计算阀门关闭时的最大压力升高值p。设管
路断面积为A1，管长为l，压力波从B传到A的时间为t，
(
注：hw—以水头高度表示的能量损失。)
当管道水平放置时，由于z1=z2，方程可简化为： P1/ρg+V12/2g=P2/ρg+V22/2g+hw
当管道为等径直管且水平放置时，方程可简化为：
P1/ρg= P2/ρg+hw
第10页，此课件共30页哦
3.伯努利方程应用举例
(1) 计算泵吸油腔的真空度或泵允许的最大吸油高度
第19页，此课件共30页哦
一、液体的流态
层流：液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运 动，既液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。如 图所示。
紊流: 液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向运动，
呈现紊乱混杂状态。
雷诺系数 RC=V.D/
第20页，此课件共30页哦
二、沿程压力损失
油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示：

《液压流体力学》课件

实验设备
液压实验台、压力表、流量计、液压 泵、液压缸、溢流阀、节流阀等。
实验原理与方法
实验原理
液压流体力学是研究液体在压力、流量等参数下的行为和变 化的学科。通过实验，可以观察和分析液体在各种条件下的 流动规律和特性。
实验方法
在实验台上进行各种液压元件的安装和调试，通过改变不同 的参数，观察液压系统的响应和变化，记录实验数据并进行 处理。
在管道系统设计方面，流体静力学可用于计算管 道内的压力和流速，以确保管道的正常运行和安 全性。
03
流体动力学基础
流体动力学基本概念
流体
指气体、液体等无固定形状的物质。
流体动力学
研究流体运动规律和现象的学科。
流场
流体运动的区域。
流体动力学基本概念
01
02
03
流线
表示流体运动方向的几何 线。
流速
流体在单位时间内流过的 距离。
《液压流体力学》PPT课 件
• 液压流体力学概述 • 流体静力学基础 • 流体动力学基础 • 液压元件与系统 • 液压系统的设计与优化 • 液压流体力学实验与实践
01
液压流体力学概述
定义与特性
总结词
介绍液压流体力学的定义、基本概念和特性。
详细描述
液压流体力学是一门研究液体在压力、重力、惯性力等外力作用下的流动规律 和流体与固体相互作用的学科。它涉及流体的物理性质、流动状态、能量转换 等特性，以及流体与固体界面的相互作用。
流量
单位时间内流过某一截面 的流体体积或质量。
流体动力学基本概念
压力
流体在单位面积上所受的力。
压强
流体压力与受力面积的比值。
密度
单位体积内的流体质量。
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液体压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，简称体积
模量，用K 表示，即 K1k VpV0
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3.粘性
（1）粘性的物理意义
液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，液体分子间内 聚力要阻止分子间的相对运动，在液层相互作用的界面之间会产 生一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。
牛顿内摩擦定律
F A d u
真空度=|负的相对压力|=|绝对压力 - 大气压力|
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2. 压力的单位
国际单位制单位 国际单位制单位为Pa（帕）、N/m2（我国法定 计量单位）或兆帕(MPa)，1MPa=106Pa。 工程制单位 kgf/cm2。国外也有用bar(巴），1bar=105Pa。 标准大气压 1标准大气压=101325Pa。 液体柱高度 h=p/(ρg)，常用的有水柱、汞柱等，如1个标准 大 气压约等于10m水柱高。
§2 液压传动基础知识
§2.1 液压油 §2.2 液体静力学基础 §2.3 液体动力学基础 §2.4 管路内液流的压力损失 §2.5 孔口和缝隙的流量 §2.6 气穴现象和液压冲击
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§2.1 液压油
2.1.1 液压油的主要性质
1.密度
单位体积液体的质量称为液体的密度。液体的密度为
ρm V
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2.2.4 压力的表示方法及单位
1. 压力的表示方法
相对压力（表压力）: 以大气压力为基准，测
量所得的压力，是高于大气 压的部分 。 绝对压力: 以绝对零压为基 准测得的压力
绝对压力=相对压力 + 大气压力 真空度:如果液体中某点的绝对压力小于大气压力，则称该点出现真 空。此时相对压力为负值，常将这一负相对压力的绝对值称为该点 的真空度
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2.1.2 液压油的种类
表2-2液压油的主要品种及其特性和应用
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2.1.3 液压油的选用
选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点：
环境因素 工作压力——压力高，选粘度较大的液压油 环境温度——温度高，选粘度较大的液压油
运动性能 运动速度——速度高，选粘度较低的液压油
液压泵的类型 液压泵的类型——各类泵适用粘度范围见表2-6
作用在液体上的两种力：质量力和表面力 静压力：单位面积上所受的法向力。静压力在液体传动中简 称压力，在物理学中称为压强。本书以后只用“压力”一词。 静止液体中某点处微小面积A上作用有法线力F，则该点 的压力定义为
p lim F A0 A
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若法向作用力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为
式中 m：液体的质量(kg)； V：液体的体积（m3）；
液压油的密度ρ=900 kg/ m3
表2-1常用工作介质的密度
（kg/m3）
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工作油液
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
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2.1.4 液压油的污染及控制
液压油污染的危害 液压油的污染源 污染的控制
造成系统故障 降低元件寿命 使液压油变质 影响工作性质
系统残留物 外界侵入物 内部生成物
彻底清洗系统 保持系统清洁 定期清除污物 定期换油
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§2.2 液体静力学基础
2.2.1 液体的压力及其特性
1.液体的压力
可以看出：静止液体在自重作用下任何一点的压力随着液体 深度呈线性规律递增。液体中压力相等的液面叫等压面，静止液 体的等压面是一水平面。
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2.2.3 压力的传递
由帕斯卡原理可知，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，故在液体内部各点的压力也就处处相等了。
液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的。 液压系统的压力完全决定于外负载。
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2.2.5 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于 压力与该壁面面积之积
p F A
2. 液体静压力的重要特性
（1）液体静压力的作用方向始终向作用面的内法线方向。由 于液体质点间内聚力很小，液体不能受拉只能受压。 （2）静止液体中，任何一点所受到各个方向的液体静压力都体静力学基本方程及其物理意义
静压力基本方程
pp0 gh
重力作用下静止液体的受力分析
f
dy
单位面积上的内摩擦力
du dy
液体的粘性示意图
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6
（2）粘度 表示粘性大小的物理量。流体抵抗剪切变形能力的度量，
粘度大，这种能力强。
动力粘度(绝对粘度)
表示方法
运动粘度
相对粘度
动力粘度：表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。 运动粘度：液体动力粘度与密度的比值，没有明确的物理意义，但
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2.可压缩性
液体受增大的压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压 缩性。液体的可压缩性可用体积压缩系数表示，它是指液体在单 位压力变化下的体积相对变化量，用公式表示为
k 1 V p V0
是工程实际中常用的物理量。
一般的： 同种介质比较大小时常用运动粘度 不同介质比较大小时一般用动力粘度
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恩氏粘度0E —— 中国、德国、前苏联等用 赛氏粘度SSU—— 美国用 雷氏粘度R —— 英国用 巴氏粘度0B —— 法国用
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（3）温度和压力对粘度的影响
液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介 质来说，压力增大时，粘度增大。在一般液压系统使用的压 力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。但液压传动工 作介质的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降。 这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用，其重 要性不亚于粘度本身。
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典型液压油的粘温特性曲线
（4）其它性质
油液的其他物理机化学性质包括：防锈性、润滑性、抗燃性、 抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、导热性、相溶性以及纯净性等。 都对液压系统工作性能有重要影响。
液压油的要求：
粘温特性好 有良好的润滑性 有良好的化学稳定性 成分要纯净 抗泡沫性和抗乳化性好 材料相容性好 无毒、价格便宜 燃点高，凝点低