【正文】 部充滿細(xì)管道中。 (3) 關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥9,打開進(jìn)水閥3,使自來水充滿水槽,并使其有一定的溢流量。圖2—8 雷諾試驗(yàn)裝置1—墨水瓶；2—針頭；3—進(jìn)水閥；4—乳膠管；5—水箱；6—水平玻璃管；7—出口閥門；8—溫度計(jì)； 9—放氣閥；10—放水閥；11—流量計(jì) 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作： (1) 必要時(shí)調(diào)整紅水細(xì)管4的位置,使它處于實(shí)驗(yàn)管道6的中心線上。同時(shí)可以進(jìn)行孔板流量計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。1）實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn):能定性并且直觀地觀察到層流、過渡流、湍流等各種流型。3．層流、紊流、雷諾流 液體的流動(dòng)有層流和紊流兩種狀態(tài)。為計(jì)算和分析簡便起見，可假想地認(rèn)為液流通過過流斷面的流速分布是均勻的，其流速稱作平均流速，用v表示，單位為m/s。 2）流量 單位時(shí)間內(nèi)流過過流斷面的液體稱為流量，常用q表示，單位m3/s或L/min。 2．過流斷面、流量和平均流速 1）過流斷面 垂直于流體方向的截面稱為過流斷面，也稱為通流截面。反之，若任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度中有一個(gè)隨時(shí)間變化就稱恒定流動(dòng)。這種辦法同樣可以用來處理液體的可壓縮性問題，一般把無粘性又不可壓縮的假想流體稱為理想液體，而事實(shí)上存在的具有粘性和可壓縮性的液體稱為實(shí)際液體。流動(dòng)液體的連線性方程、伯努利方程與能量方程是描述流動(dòng)液體力學(xué)規(guī)律的三個(gè)基本方程，它不僅構(gòu)成了液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，而且還是液壓技術(shù)中分析分析問題和設(shè)計(jì)計(jì)算的理論依據(jù)。掌握液體的基本性質(zhì)，液體平衡和運(yùn)動(dòng)的主要力學(xué)規(guī)律，對(duì)于正確理解液壓傳動(dòng)原理以及合理設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)都是非常必要的。主要以液體動(dòng)能進(jìn)行工作的稱為液力傳動(dòng)；主要以液體壓力能進(jìn)行工作的稱為液壓傳動(dòng)。圖2—6 絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空度之間的關(guān)系圖 絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空度的關(guān)系如圖2—6所示，它們的數(shù)值關(guān)系可用下式表示 pj=pa+px （2—13） pz= pa pj （2—14） 五、液體對(duì)固體壁面的作用力 液體和固體壁面相接觸時(shí)，固體壁面將受到總液壓力的作用。一般由壓力計(jì)測定的壓力均是相對(duì)壓力，又稱表壓力。 （1）絕對(duì)壓力 指以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測得的壓力pi表示。由于作用于物體上的大氣壓，一般自成 平衡，所以由壓力計(jì)測得的讀數(shù)是高出大氣壓力的那部分?jǐn)?shù)值。 （3）用液柱高度表示 米水柱（mH2O），毫米汞柱（mmHg）。4．壓力的測量 1）液體壓力的表示方法及單位 （1）用液體在單位面積上所受到的作用力的大小表示, 符號(hào)為p,單位為Pa、kPa、MPa。例21 圖2—5所示為相互連通的兩個(gè)液壓缸，已知大缸內(nèi)徑D=100mm，小缸內(nèi)徑=20mm，大活塞上放置物體的質(zhì)量為5000kg，問在小活塞上所加的力有多大才能使大活塞頂起重物？解 物體的重力為 G＝mg＝5 000=49000=49000N根據(jù)帕斯卡原理，由外力產(chǎn)生的壓力在兩缸中相等，即 故為了頂起重物應(yīng)在小活塞上加的力為2—5 液壓缸 注意施加的力F取決于負(fù)載G的大小，若在大小缸的連接管路上裝一壓力表，即可理解系統(tǒng)的壓力取決于負(fù)載；大缸上升的速度取決于小缸活塞單位時(shí)間內(nèi)壓動(dòng)的次數(shù)，即執(zhí)行元件的速度取決于輸入的流量。通常，由外力產(chǎn)生的壓力p0是很大的，而液壓系統(tǒng)的安裝高度h一般不超過10m，由液體重力引起的壓力是很小很小的，即ρgh ＜＜p0，可忽略ρgh的影響，認(rèn)為液壓系統(tǒng)中靜止液體內(nèi)的壓力到處相等，即p＝p0=，若F＝0，p＝0；F越大，p也越大。這就是說在密閉容器內(nèi)，由外力作用所產(chǎn)生的壓力將等值地傳遞到液體各點(diǎn)。（2 在連通器的兩種不相混的液體中，通過兩種液體分界面的水平面是等壓面。平衡的兩種不同流體（液體與液體，液體與氣體）的分界面也必為等壓面，等壓面必然與質(zhì)量力相垂直，這是等壓面的重要特性。液體與空氣的接觸面就是等壓面。3）離液面深度相同的各點(diǎn)組成了等壓面，此等壓面為一水平面。由該式可知：1）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力都有兩部分組或：一部分是液面上的壓力p0，一部分是該點(diǎn)以上液體自重所形成的壓力，即ρg與該點(diǎn)離液面深度h的乘積。由于液柱處于平衡狀態(tài)，于是有因此得 （2—11）式中p0—外界作用于液面上的壓力； ρ－液體的密度； h一該點(diǎn)離液面的垂直距離。（a） （b）圖2—3 重力作用下的靜止液體2．液體靜力學(xué)基本方程在重力們用下的靜止液體狀受力情況如圖2—3（a）引出所示，除了液體的重力、液面上的壓力p0以外，還有容器壁面對(duì)液體的壓力。2）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力在各個(gè)方向上都相等。這一定義在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)，但在液壓傳動(dòng)習(xí)慣稱為壓力，壓力通常以p表示，單位為Pa，表達(dá)式為 （2—10）其中 A一作用力下的作用面積，m2； F一作用面積上的法向作用力，N。所謂的靜止，是指液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，至于液體整體完全可以象剛體一樣作各種運(yùn)動(dòng)。掌握液體的基本性質(zhì)，液體平衡和運(yùn)動(dòng)的主要力學(xué)規(guī)律，對(duì)于正確理解液壓傳動(dòng)原理以及合理設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)都是非常必要的。主要以液體動(dòng)能進(jìn)行工作的稱為液力傳動(dòng)；主要以液體壓力能進(jìn)行工作的稱為液壓傳動(dòng)。比較科學(xué)的方法是定期取樣化驗(yàn)，觀察油液的變質(zhì)情況來決定是否需要換油，換油時(shí)要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道及元件。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控加在65℃以下，機(jī)床液壓系統(tǒng)則應(yīng)控制在35℃以下。（2）濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì) 應(yīng)在系統(tǒng)的有關(guān)部位設(shè)置適當(dāng)精度的過濾器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。為了延長液壓元件的壽命，保證液壓系統(tǒng)正常工作，將液壓油污染程度控制在某一限度以內(nèi)是較為切實(shí)可行的辦法。（3）生成物污染 這主要是指液壓系統(tǒng)在工作過程中產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質(zhì)后的膠狀生成物等，造成液壓油污染。2）污染的原因液壓油被污染的原因主要有以下幾方面： （1）殘留物污染 這主要是指液壓元件在制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝、維修過程中帶入的沙粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、棉紗和灰塵等，雖經(jīng)清洗，但未清洗干凈而殘留下來，造成液壓油污染。（2）堵塞液壓元件的微小孔道和縫隙，使液壓閥動(dòng)作失靈，加速零件的磨損，使元件不能正常工作；擦傷密封件，增加外泄漏等。識(shí)別工作介質(zhì)的品種，可以有效地防止油品的錯(cuò)收、錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)用、混裝等事故發(fā)生。（5）應(yīng)保持油箱的溫升不超過液壓油允許的范圍，通常不超過70℃，否則應(yīng)進(jìn)行冷卻調(diào)節(jié)。（3）為防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，回油管口應(yīng)在油箱液面，并將管口切成斜面；液壓泵和吸油管路應(yīng)嚴(yán)格密封；液壓泵和油管安裝高度應(yīng)盡量小些，似減少液壓泵吸油阻力；必要時(shí)在系統(tǒng)的最高處設(shè)置放氣閥。換油時(shí)要徹底清洗油箱，注入新油時(shí)必須過濾。5）考慮液壓系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)速度 當(dāng)液壓系統(tǒng)中工作部件的運(yùn)動(dòng)速度很高時(shí)，油液的流速也很高，液壓損失隨著增大，而泄露相對(duì)減少，因此宜用粘度較低的油液，反之，當(dāng)工作部件的運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，每分鐘所需的油量很小，這時(shí)泄露相對(duì)較大，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度影響也較大，所以宜選用粘度較高的油液。表2—1 按液壓泵類型推薦選用的運(yùn)動(dòng)粘度液壓泵的類型運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s）工作壓力（MPa）工作溫度（℃）推薦用油允許最佳葉片泵（1200r/min）葉片泵（1800r/min）16～22020～22026～5425～5475～40LHH32，LHH4640～80LHH46，LHH68＞145～40LHL32，LHL4640～80LHL46，LHL68齒輪泵4～22025～54＜5～40LHL32，LHL4640～80LHL46，LHL6810～205～40LHL46，LHL6840～80LHM46，LHM6816～325～40LHM32，LHM6840～80LHM46，LHM68徑向柱塞泵軸向柱塞泵10～654～7616～4816～4714～355～40LHM32，LHM4640～80LHM46，LHM68＞355～40LHM32，LHM6840～80LHM46，LHM1004）考慮液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度 礦物油的粘度由于溫度的影響變化很大，為保證在工作溫度時(shí)有適宜的粘度，還必須考慮周圍環(huán)境的影響。3）按液壓系統(tǒng)工作壓力選用 通常，當(dāng)工作壓力較高時(shí)，宜選用粘度較高的油，以免系統(tǒng)泄露過多，效率過底；當(dāng)工作壓力較低時(shí)，宜選用粘度較低的油，這樣可以減小壓力損失。否則，泵磨損快，容積效率降低，甚至可能破壞泵的吸油條件。如機(jī)床伺服系統(tǒng)，為保證伺服機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈敏度，宜采用粘度較低的油。在選擇粘度時(shí)應(yīng)注意以下幾方面的情況：1）按工作機(jī)械的不同要求選用 精密機(jī)械與一般機(jī)械對(duì)粘度要求不同。液壓油的種類確定之后，接著就是選擇油的粘度等級(jí)。油液品種的進(jìn)擇是否合適，對(duì)液壓系統(tǒng)的工作影響很大。選用液壓油時(shí)常常采用兩種方法：一種是按液壓元件生產(chǎn)廠樣本或說明書所推薦的油類品種和規(guī)格選用液壓油；另一種是根據(jù)液壓系統(tǒng)的具體情況，如工作壓力高低、工作溫度高低、運(yùn)動(dòng)速度大小、液壓元件的種類等因素，全面地考慮選用液壓油。在一些高溫、易燃、易爆的工作場合，為了安全起見，應(yīng)該在液壓系統(tǒng)使用難燃性液體，如水包油、油包水等乳化液，或水—乙二醇、磷酸脂等合成液。礦油型液壓油的其它油品，包括抗磨液壓油、低溫液壓油、高粘度指數(shù)液壓油、液壓導(dǎo)軌油等，都是經(jīng)過深度精制并加有各種不同的添加劑制成的，對(duì)相應(yīng)的液壓系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能。因此，只有在低壓系統(tǒng)且要求不高時(shí)才可用全損耗系統(tǒng)用油作為液壓代用油、至于汽輪機(jī)油，雖經(jīng)深度精制并加有氧化、抗泡沫等添加劑，其性能優(yōu)于全損耗系統(tǒng)用油，但它是汽輪機(jī)專用油，并不具備液壓傳動(dòng)用油的各種特性，只能作為一種代用油，用于一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。全損耗系統(tǒng)用油是一種機(jī)械潤滑油，價(jià)格雖然低廉，但精制過程精度較淺，抗氧化穩(wěn)定性較差，使用過程中易生成粘稠膠塊，阻塞元件孔，影響液壓系統(tǒng)性能。礦油型液壓油的主要品種有普通液壓油、抗磨液壓油、低溫液壓油、高粘度指數(shù)液壓油、液壓導(dǎo)軌油及其它專用液壓油（如航空液壓油、舵機(jī)液壓油），它們都是以全損耗系統(tǒng)用油為基礎(chǔ)原料，精煉后按需要加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┲频玫摹５V油型液壓油潤滑性和防銹性好，粘度等級(jí)范圍較寬，因而在系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。 對(duì)于具體的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，則需根據(jù)情況突出某些方面的使用性能要求。（8）燃點(diǎn)高，凝點(diǎn)底。（6）抗泡沫性和抗乳化性好。（4）對(duì)金屬和密封件有良好的相容性。（2）有良好的潤滑性能，腐蝕性小，抗銹性好。對(duì)于不同品種的液壓油，這些性質(zhì)的指標(biāo)也有不同，具體可見液壓油產(chǎn)品手冊(cè)。但對(duì)于一般的液壓系統(tǒng)，當(dāng)壓力在32MPa以下時(shí)，壓力對(duì)粘度的影響不大，可以忽略不計(jì)。液壓油的粘度和溫度的關(guān)系可用圖2—2所示的粘溫圖來查找。粘度指數(shù)VI值較大，表示油液粘度隨溫度的變化率較小，即粘溫特性較好。不同種類的液壓油有不同的粘溫特性，粘溫特性較好的液壓油，粘度隨溫度的變化較小，因而油溫變化對(duì)液壓系統(tǒng)性能的影響較小。 3）粘度與溫度的關(guān)系油液的粘度對(duì)溫度的變化極為敏感，溫度升高，油的粘度下降。 （2—7）式中 t1—200mL被測油液在t℃時(shí)流過恩氏粘度計(jì)小孔所需的時(shí)間；t2—200mL蒸餾水，在20℃溫度下流過恩氏粘度計(jì)小孔所需的時(shí)間； （4）恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度之間換算 工程中常采用先測出液體的恩氏粘度，再根據(jù)關(guān)系式或查表法，換算出運(yùn)動(dòng)粘度。 恩氏粘度用恩氏粘度計(jì)，將被測油放在一個(gè)特制的容器里（恩氏粘度計(jì)），加熱至t℃后，測量出200mL的油液流盡所需時(shí)間t1，與流出同樣體積的20℃的蒸餾水所用時(shí)間t2之比值就是該油在溫度t℃時(shí)的恩氏粘度，用符號(hào)176。 （3）相對(duì)粘度 相對(duì)粘度又稱條件粘度，是根據(jù)一定的測量條件測定的，中國、德國等都采用恩氏粘度176。我國生產(chǎn)的全損耗系統(tǒng)用油采用40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度值（mm2／s）為其粘度等級(jí)標(biāo)號(hào)，液壓油也用來劃分油的牌號(hào)。s/m2） （2〕運(yùn)動(dòng)粘度 在相同溫度下液體的動(dòng)力粘度和它的密度的比值稱為運(yùn)動(dòng)粘度，以v表示 v= （2—6）運(yùn)動(dòng)粘度v無物理意義，但它卻是工程實(shí)際中經(jīng)常用到的物理量。 動(dòng)力粘度的法定計(jì)量單位為（帕常用的粘度有三種，即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。 由式（2—5）可知，在靜止的液體中，因速度梯度=0，內(nèi)摩擦力為零，所以液體在靜止?fàn)顟B(tài)下是不呈粘性的。實(shí)驗(yàn)測定表明，液體流動(dòng)時(shí)相鄰液層的摩擦力F與液層接觸面積A、液層間的速度梯度成正比，即F=μA （2—4）式中μ是比例常數(shù)，稱為動(dòng)力粘度。如圖2—1所示，設(shè)兩平行平板間充滿液體，下平板不動(dòng)，上平板以速度u0向右平移。粘性是液體的重要物理性質(zhì)，也是選擇液壓油的主要的依據(jù)之一。由于油液中的氣體難于完全排除，實(shí)際計(jì)算中常取液壓油的體積模量K=103MPa。