1、第二章：液壓傳動的流體力學基礎，流體靜力學基礎，流體力學基礎，管道壓力損失的計算，液體通過孔和槽的流動特性，液壓沖擊，1。靜水壓力及其特性，2-1流體靜力學基礎，流體靜力學研究靜態(tài)液體的力學規(guī)律及其實際應用。這里提到的靜態(tài)液體是指液體處于內(nèi)部粒子之間沒有相對運動的狀態(tài)，因此液體不顯示粘度，液體內(nèi)部沒有剪切應力，只有法向應力是壓力。(2)靜水壓力的基本方程及其物理意義；(3)固體壁面上的總壓力；(1)靜壓靜壓是指液體靜止時每單位面積受到的法向力。靜壓在液壓傳動中簡稱為壓力，但在物理學中稱為壓力。它可以表示為：P=F/A；第一，靜水壓力及其特性；中國的法定壓力單位是牛頓/米2(n/米2)，它被稱為

2、帕斯卡，簡稱帕。在液壓技術中，目前使用的壓力單位是巴、工程大氣壓力、每平方米千克力(kgf/cm)等。靜水壓力有兩個重要特征：(1)靜水壓力的方向總是沿著作用面的法線方向。這種性質(zhì)可以直接用液體的性質(zhì)來解釋。液體只能保持一定的體積，不能保持固定的方向，也不能承受張力和剪切力。因此，它只能承受正常壓力。(2)靜態(tài)液體中任何一點的所有壓力方向都是相等的。如果液體中某一點在各個方向上的壓力不相等，那么液體就會在不平衡力的作用下流動，從而破壞液體的靜止狀態(tài)。因此，作用于靜態(tài)液體中任何一點的所有方向的壓力必須相等。2.靜壓特性；2.靜水壓力的基本方程及其物理意義；1.靜水壓力的基本方程。如圖所示，容器中

3、有液體，作用在液面上的壓力為P0?，F(xiàn)在，計算遠離液面H的點A處的壓力，取一個底面包含點A的小液柱，其底部面積為A，高度為H。這個小液柱在重力和周圍液體壓力的作用下處于平衡狀態(tài)。垂直方向的力平衡方程為P=P0GH=P0h，其中為液體密度和液體重力。上述公式是靜壓的基本方程，它表明：(1)靜止液體中任意點的靜壓是液面上的壓力和液柱重力產(chǎn)生的壓力之和。當液位接觸大氣時，p0是大氣壓力pa，所以p=pah。(2)同一容器和液體中的靜壓隨深度的增加而線性增加。(3)同一液體中相同深度的所有點具有相同的壓力。如圖所示，它是一個裝有液體的封閉容器，液體表面壓力為p0。選擇一個參考水平面(0 x)，根據(jù)靜壓的

4、基本方程，我們可以確定a點的壓力P，其中液面深度為h，即p=p0 h=p0 (z0-z)，完成后，我們得到P/z=p0/z0=常數(shù)公式，其中z基本上代表a點的液體單位重量的勢能，液體單位重量的勢能為mgz/mg=z，也稱為位頭。2。靜壓基本方程的物理意義。如果將一個上端封閉、排除空氣的玻璃管連接到一個與點A高度相同的容器上，可以看出，在靜壓的作用下，液體將通過高壓沿玻璃管上升。根據(jù)上述公式，靜壓的基本方程表明，靜液中每單位重量液體的壓力能和勢能可以相互轉(zhuǎn)換，但各點的總能量保持不變，即能量守恒。p/z=z hp，因此p/=hp，這表明a處的液體粒子由于靜壓而具有mghp的勢能，并且每單位重量液體

5、的勢能為hp。因為hp=p/，p/是a點每單位重量液體的壓力能。根據(jù)當?shù)卮髿鈮毫Ρ硎镜膲毫ΨQ為相對壓力。相對壓力也稱為表壓。絕對壓力、相對壓力和真空度。表示壓力有兩種方法：以絕對零壓力為基準表示的壓力稱為絕對壓力。當親戚顯而易見絕對壓力大氣壓力相對壓力相對壓力絕對壓力大氣壓力真空度絕對壓力、絕對壓力、相對壓力和真空度之間的關系如圖所示：從靜壓p=p0h的基本方程可以知道，液體中任何一點的壓力都包含液面壓力p0，或者液面上的壓力P0以相等的值傳遞到液體中的所有地方。這叫做帕斯卡原理或靜壓傳遞原理。4。壓力傳遞，通常在液壓系統(tǒng)的壓力管道和壓力容器中，外力產(chǎn)生的壓力p0比液體自重產(chǎn)生的壓力H大許多倍

6、。也就是說，對于液壓傳動，一般不考慮液位高度對壓力的影響，可以認為靜液各部分的壓力是相等的。帕斯卡原理的一個應用實例。該圖是利用帕斯卡原理找出推力和載荷之間關系的一個例子。圖中垂直和水平液壓缸的橫截面積分別為A1和A2；活塞上的載荷為F1和F2。兩個圓筒相互連接形成一個封閉的容器。根據(jù)帕斯卡原理，液壓缸中的壓力處處相等，p1=p2，所以如果垂直液壓缸的活塞上沒有負載，無論如何推動水平液壓缸的活塞，液體中都不會形成壓力。壓力對固體壁1施加的總力。壓力作用在平面上的總力當承受壓力的平面是平面時，作用在平面上的壓力方向相互平行。因此，合力f等于油壓p和承壓面積a的乘積.也就是說，F(xiàn)=p.A.對于圖中

7、所示的液壓缸，油壓對活塞的總作用力為：f=p . a=p . D2/公式4中p油的壓力；活塞直徑。2。油壓施加在曲面上的總力。當承受壓力的表面是曲面時，作用在曲面上的所有壓力方向都垂直于曲面(如圖所示)。在圖中，曲面被分成幾個小區(qū)域dA，力dF在X和Y方向上被分解成兩個分量，即Fxp.dAsin=p.Ax FY=p.dAcos=p.Ay，其中Ax，Ay因此，總力F=(Fx2 Fy2)1/2，end，2-2。液體動力學以液體動力學為基礎，研究液體在外力作用下的運動規(guī)律，即研究作用在液體上的力與液體運動之間的關系。由于液體具有粘性，在流動時會產(chǎn)生摩擦，所以在研究液體流動時必須考慮粘性的影響。第一，

8、幾個基本概念，第二，液體流動的連續(xù)性方程，第四，液體穩(wěn)定流動的動量方程，第三，伯努利方程，第一，穩(wěn)定流動和非穩(wěn)定流動，第一，幾個基本概念，當液體流動時，如果液體中任何一點的壓力、速度和密度不隨時間變化，這種流動稱為穩(wěn)定流動。相反，壓力和速度隨時間變化的流動稱為非定常流動。如圖所示，當水從水箱中排出時，如果水箱上方有一個補充水源來保持水位h不變，則從水箱下部出水口流出的液體中各點的壓力和速度不會隨時間變化，因此是穩(wěn)定的流動。相反，它是不穩(wěn)定流。概念：為了推導基本方程，通常假設沒有粘性油的液體是不可壓縮的，這種液體被稱為理想液體。實際的液體既粘稠又可壓縮。2.理想液體和實際液體；3.通流部分、流量

9、和平均流量。垂直于液體流動方向的截面稱為通流截面。在單位時間t內(nèi)流經(jīng)流動截面的液體體積V稱為流量Q，即Q=V/t=vA(流動截面面積，V平均流速)?？梢钥闯?，平均流速是流速與流通面積的比值。事實上，由于液體的粘性，當液體在管道中流動時，流動截面上各點的速度是不相等的。管道中心的速度最大；離管壁越近，速度越小。管壁處的速度為零。為方便起見，下文提及的流速均為平均流速。當液體在管道中穩(wěn)定流動時，根據(jù)cons定律如圖所示，管道的兩個流通面積分別為A1和A2，液體流量分別為v1和v2，液體的密度為，那么v1A1=v2A2=常數(shù)，即： v1A1=v2A2=Q常數(shù)或V1/V2=A2/A。其次，液體流動的連

10、續(xù)性方程稱為連續(xù)性方程，它表明在同一管道中無論流通面積如何變化，只要沒有泄漏，同時也表明在同一管道中液體的速度很小在流動面積小的地方，液體速度大；此外，當流動面積恒定時，通過的液體的流速越大，流速越大。對于圖中所示的分支油路，很明顯，流入流量應等于流出流量，因此存在Q=Q1Q2。理想液體沒有粘度，在管道中穩(wěn)定流動時沒有能量損失。根據(jù)能量守恒定律，同一管道每段的總能量是相等的。圖中隨機取兩個截面A1和A2，它們距參考水平面的坐標位置分別為Z1和Z2，流量分別為v1和v2，壓力分別為p1和p2。根據(jù)能量守恒定律，P1/r z1 v12/2g=P2/r z2 v22/2g可以改寫為P/r z v2/2g=常數(shù)，3。伯努利方程，1。理想液體伯努利方程的物理意義是，在管道中穩(wěn)定流動的理想液體有三種形式的能量：壓力能、勢能和動能。這三種能量可以在任何截面上相互轉(zhuǎn)換，但它們的總和保持不變。靜壓的基本方程是伯努利方程的特例(當速度為零時)。實際液體具有粘性，當它在管道中流動時，需要消耗一部分能量來克服內(nèi)摩擦阻力，因此實際液體的伯努利方程為：P1/r Z1 V12/2g=P2/r Z2 V22/2g hw(注：hw為壓頭高度表示的能量損失。)當管道水平放置時，由于z1=z2，等式可簡化為：P1/r V12/2g=P2/r V22/2g hw。當管道為等直管且水平放置時