[工學(xué)]液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)-在線瀏覽
2025-03-05 12:46本頁(yè)面
【正文】 重力作用下靜止液體中的壓力分布規(guī)律。 液體靜壓力基本方程的另一形式 p=p0+ρgh=p0+ρg(z0z) 液體靜力學(xué) c o n s tzgpzgp ???? 00??即 物理意義： 靜止液體內(nèi)任何一點(diǎn)具有壓力能和位能兩種能量形式，且其總和保持不變，即能量守恒。已知油的密度 ?=900kg/m3，活塞上的作用力 F=1000N，活塞的面積 A=1 103m2，假設(shè)活塞的重量忽略不計(jì)。 以后我們?cè)诜治鲆簤合到y(tǒng)的壓力時(shí) ， 一般都采用這種結(jié)論 。 也就是說(shuō) ， 在密封容器內(nèi) ， 施加于靜止液體上的壓力將以等值傳遞到液體中所有各點(diǎn) ， 這就是帕斯卡原理或靜壓傳遞原理 。 實(shí)例 如果垂直液壓缸的活塞上 沒(méi)有負(fù)載 ， 即 F1=0， 則當(dāng)略去活塞重量及其他阻力時(shí) ， 不論怎樣推動(dòng)水平液壓缸的活塞也 不能在液體中形成壓力 。 液體靜力學(xué) 五、液體靜壓力對(duì)固體壁面的作用力 ? 當(dāng)承受壓力的固體壁面為 平面 F= ? 當(dāng)承受壓力的固體壁面為 曲面 Fx= 液體靜力學(xué) p A Ax p x 例：某安全閥閥心為圓錐形，閥座孔 d=10mm，閥心最大直徑D=15mm。試求閥內(nèi)彈簧的預(yù)緊力。 實(shí)際液體 ：則既有 粘性 又 可壓縮 。 ? 一維流動(dòng) 液體整體作線形流動(dòng)，即運(yùn)動(dòng)參數(shù)（流速、壓力、密度等）只是一個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，則稱為一維流動(dòng)。 液體動(dòng)力學(xué) － 基本概念二 對(duì)于 恒定流動(dòng) ，流線形狀不隨時(shí)間變化。 ? 流管 ：是沿任意封閉曲線（不屬于流線）上的每一點(diǎn)作曲線，由這些流線組成的表面。 液體動(dòng)力學(xué) － 基本概念二 — 恒定流動(dòng)時(shí)，流束的形狀不隨時(shí)間改變； — 流體質(zhì)點(diǎn)不能穿過(guò)流束表面流入或流出； — 流束是一個(gè) 物理概念 ，具有一定的質(zhì)量和能量； — 由于微小流束的橫斷面很小，所以在此截面上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)可視為相同。 ?? AudAq 液體動(dòng)力學(xué) － 基本概念三 ? 平均流速 ：是假想的液體運(yùn)動(dòng)速度，認(rèn)為通流截面上所有各點(diǎn)的流速均等于該速度，以此流速通過(guò)通流截面的流量恰好等于以 實(shí)際不均勻的流速 所通過(guò)的流量。 — 流動(dòng)液體 內(nèi)，由于慣性力和粘性力的影響，任意點(diǎn)處在各個(gè)方向上的 壓力不相等 。 理想液體在管道中恒定流動(dòng)時(shí)根據(jù) 質(zhì)量守恒定律 ，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少。 問(wèn) : F有多大才能使大活塞頂起重物 ？ ， 試求大活塞上升速度 ？ 解： 1. 根據(jù)帕斯卡原理，由外力產(chǎn)生的壓力在兩缸中相等，即： 4/4/ 22 DmgdF?? ? 故為了頂起重物應(yīng)在小活塞上加力為： NmgDdF 1 9 6 0 0 010020 2222?????： q=Av =常數(shù)得出： 大小 ＝ vDvd4422 ??故大活塞上升速度： )/( 2222smvDdv ??＝＝ 小大例 8：如圖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 d=20mm， 大活塞上放上質(zhì)量 m=5000kg的物體 。 由進(jìn)入液壓缸的流量可求得活塞運(yùn)動(dòng)速度： smcmDQv / i n/12735410254232 ?????????進(jìn)油管流速： smcmdQv / i n/1414741025423121 ?????????由連續(xù)性方程 44)( 21222 dvdDv ?? ??smddDvddDvv /354)(4222212221222 ??????????故回油路中流速為： 例：如圖所示 ， 液壓泵以 Q＝ 25L/min的流量向液壓缸內(nèi)徑 D＝50mm， 活塞桿直徑 d＝ 30mm， 油管直徑 d1＝ d2＝ 15mm， 試求活塞的運(yùn)動(dòng)速度 v及油液在進(jìn) 、 回油管中的流速 v1和 v2?；颍和饬?duì)物體所做的功應(yīng)該等于該物體機(jī)械能的變化量。 液體動(dòng)力學(xué) － 2能量方程 理想液體能量方程的物理意義 gp?1gp?2z1 z2 基準(zhǔn)水平面 gu 2/21gu 2/22總水頭線 壓力線 1 2 流線 例：如圖所示 ， 密度 ρ= 1260kg/m3的油液在某工廠的管道中以流量 q=。 試求點(diǎn) (2)處的壓力 p2， 該點(diǎn)管直徑 d2=300mm， 位置比點(diǎn) (1)低 h=1m， 點(diǎn) (1)至點(diǎn) (2)管長(zhǎng) l=。 d1 d2 h q l (1) (2) 取 (1)和 (2)處通流截面，它們的面積、平均流速和壓力分別為為 A u p1和 A u p2。 在直徑 d1=600mm的管道點(diǎn) (1)處 ， 壓力為 。 不計(jì)一切損失 。 whgzgpgzgp ??????222222221111 νν ????α :動(dòng)能修正系數(shù) , （層流時(shí) α =2，紊流時(shí) α =1） hw:單位重量液體所消耗的能量 液體動(dòng)力學(xué) － 能量方程應(yīng)用 例 計(jì)算液壓泵吸油口處的真空度 解：以油箱液面定為 Ⅰ Ⅰ 截面，泵吸油口處為 Ⅱ Ⅱ 截面 。 1 1 1 39。 例：求液流作用在滑閥閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力 ?2=90176。 管道中液流的特性 － 流態(tài) 雷諾數(shù) :液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)決定于由管道中流體的平均流速 υ 、 管道直徑 d 和 液體運(yùn)動(dòng)粘度 ν 這三個(gè)參數(shù)所組成的無(wú)量綱數(shù)的大小 : vdRe??流動(dòng)液體的雷諾數(shù)低于 臨界雷諾數(shù) (由湍流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿?)時(shí)，流動(dòng)狀態(tài)為層流，反之液流的狀態(tài)為湍流。 為計(jì)算其體積 ， 可在半徑為 r處取一層厚度為 dr的微小圓環(huán)面積 ， 通過(guò)此環(huán)形面積的流量為： r d rudq ?2? pldplRr d ruq R ????? ??????1 2 882440 管道中液流的特性 － 圓管層流 ? 管路中的流量 上式為泊肅葉公式 ， 可知 流量與管徑的四次方成正比 ；壓差則與管徑的四次方成反比 。 液壓系統(tǒng)中的壓力損失分為兩種： 一種是液體在 等徑直管內(nèi) 流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失 ， 稱之為 沿程壓力損失 。
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