2.基础

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3）相对粘度（恩式粘度º Ε） 恩氏粘度：它表示200mL被测液体在tº C时，通过恩氏粘 度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积20º C 的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值。
t1 Et t2
工业上常用20º C、50º C和100º C作为测定恩式粘度的标准 温度，分别以º 20、º 50、º 100表示 Ε Ε Ε 恩式粘度与运动粘度（m2/s）的换算关系：
2）泊（P）。1 Pa· s=10P=103cP（厘泊）
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2）运动粘度ν ——动力粘度μ与密度ρ之比。

单位：1）法定计量单位：m2/s 。 2）工程单位：斯（St）、厘斯（cSt） 1m2/s=104 St=106 cSt 液压油的粘度等级是以其40º C时运动粘度的某一平均值 来表示。如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40º C时其运 动粘度的平均值为32mm2/s。
pA 1.013 × 105 h= = ≈0.76m 3 ρ g 13.6 × 10 × 9.81 hg 当p A为一工程大气压时， 9.81× 10 4 h= = 11.1m 900 × 9.81
M M
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2）图中的u形管内为汞，容器为油液，已知h1=0.1m， h2=0.2m，u形管右边与标准大气压相通，计算A的绝对压 力和真空度。 解： A
pa = p A +ρhg g × h1 +ρoil gh2 ∴ A点的绝对压力 p A为 p A = pa -ρhg gh1 -ρoil gh2 = 8.622 × 10 4 pa
h2
M
= 1.013 × 105 - 13.6 × 103 × 9.81× 0.1 - 900 × 9.81× 0.2 真空度 p vA = pa - p A = 1.013 × 105 - 8.622 × 10 4 = 1.508 × 10 4 pa = 15.08kpa
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**液压油的选择：
1.品种的选择 2.牌号的选择 考虑因素：工作压力的高低、环境温度、工作部件运动速 度的高低、泵的类型及工作情况。
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§1-2 液体静力学基础
一、 液体的静压力及其特征 1.液体的静压力 ——液体相对静止时，液体单位面积上所受的法 向力称为压力，用p表示。 某点的静压力p定义为： ΔF p = lim ΔA →0 ΔA 若法向力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为:
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4 .其它性质 物理性质——抗凝性、抗泡沫性、抗乳化性、抗燃性、防锈 性、润滑性等。 化学性质——热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、相容性 等。
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二、 液压油的选择
**液压油的要求：
1.良好的化学稳定性。 2.良好的润滑性能，以减小元件之间 的磨损。 3.质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和水溶性酸碱等。 4.适当的粘度和良好的粘温特性。 5.凝固点和流动温度较低，以保证油液能在较低温度下使用。 6.自燃点和闪点要高。 7.有较快地排除油中游离空气和较好地与油中水份分离的能力。 8.没有腐蚀性，防锈性能好，有良好的相容性。
m ρ= ，（ kg / m3 ） V
式中：m——液体的质量（kg）； V——液体的体积（m3）。 液压油的密度因油的牌号而异，并且随着温度的上升 而减小，随着压力的提高而稍有增加。
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2. 液体的可压缩性 ——液体受压力作用而发生体积变化的性质。 用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示。 体积压缩系数κ：单位压力变化所引起的体积相对变 化量。 1 V (m 2 / N ) p V 式中 V：液体加压前的体积（m3）； △V：加压后液体体积变化量（m3）； △p：液体压力变化量（N/ m2）；
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例：u形测压计，已知汞的密度hg=13.6×103kg/m3，油 =900 kg/m3 1）图中的u形管为汞，不计管道油液自重，当管内相对 压力为一个标准大气压时，汞柱高h=?；若u形管内为油， 当压力为一个工程大气压时，h=? p 解： A = ρhg gh A 当p A为一标准大气压时，
6.31 (7.31 E ) 10 6 E 液压传动与控制
粘温特性：粘度随温度变化的特性。 温度升高 粘度下降 粘度指数V1：表示被测试油液和标准油液随温度变化 程度比较的相对值。 V1大，粘度受温度的影响小，粘温特性好；反之，则 大。对普通的液压传动系统，要求V1 ≥90。 粘压特性：粘度随压力变化的特性。 压力增大 粘度增大 中低压系统中，压力变化较小，可忽略压力对粘度的 影响；当p>10Mpa或压力变化大时，需考虑。
F p= A 液压传动与控制
压力的单位： 1）法定单位 :牛顿/米2(N/m2)或帕（Pa） 1 MPa=106 Pa 2）其它：kgf/cm2、巴（bar）、工程大气压（at）、 标准大气压（atm）、 液柱高度（mH20、mmHg ） 换算: 1 bar= 1 at= 1 kgf/m2 =9.8×104Pa=0.1 MPa 1 atm=0.101325 Mpa 1 mH20=9.8×103Pa =0.01 MPa 1 mmHg=1.33×102Pa
p1 p2 + h1 = + h2 a) ρg ρg
b) p3 + h = p2 + h 3 2 ρg ρg 例：仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面 的单位势能为_______？ A. 随深度增加而增加； C. 随深度增加而减少； B. 常数； D. 不确定。
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三、 压力的表示方法 1.相对压力（表压力）: ——以大气压力为基准，测量所得的压力。 2.绝对压力: ——以绝对零压（真空）为基准测得的压力。 绝对压力=相对压力 + 大气压力pa 3.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。 真空度=|负的相对压力|=|绝对压力-大气压力|
B A
39200pa 39.2kpa
pB p0 gh pB p0 h g 39.2 103 9.8 103 3m 3 10 9.8
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4）方程的推广 p=p0+ρg(h0 - h)
p0 p + h= + h0=C（常数） g g
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2.静压力的特性 1）液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方 向。 即液体只能承受法向压力，不能受剪切力和拉力。 2）静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相 等。
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二、液体静压力基本 方程 p=po+ρgh p:静止液体中深度为 h处的任意点上的压力 p0:液面上的压力。
注意：计算时无特殊说明时均采用相对压力计算。
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压力间的关系
p p>pa pa p<pa p=0
O
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四、压力的传递 帕斯卡原理：若在处于密封 容器中静止液体的部分边界面 上施加外力使其压力发生变化， 只要液体仍保持其原来的静止 状态不变，则液体中任一点的 压力均将发生同样大小的变化。 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。
《液压传动与控制》
第二章 液压油和液压流体 力学基础
液压传动与控制
第二章 液压油和液压流体力学基础



液压油的性质及选用 液体静力学 液体动力学 液体在管道中的流动 液流流经小孔和缝隙的流量计算 液压冲击和气穴现象
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学习要求及重点： （1）念和单位。 （3）掌握等压面的概念以及液体静力学基本方程的运用和计 算。 （4）了解流束与过流断面、流量与断面平均速度、均匀流和 非均匀流等基本概念。 （5）掌握液体连续性方程的应用。
1）动力粘度（绝对粘度）μ
牛顿内摩擦定律： A F
剪应力：
du dz
du dz
式中：μ:称为动力粘度系数（Pa· s） τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力） du :速度梯度，即液层间速度对液层距离的变 化率。 dz
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τ μ= du dz
物理意义 ：当速度梯度为1时，接触液层间单位面积上 的内摩擦力。 单位：1）法定计量单位 ：帕· 秒（Pa· s）
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五、液体静压力对固体壁面的作用力
π 2 当承受压力的固体壁面为平面时: F = p D 4
即：作用在其上的总作用力等于压力与该壁面面积之 积 。
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当承受压力的固体壁面是曲面时: 某一方向上的作用力 πd2 Fy = pA y = p 4 总作用力的大小为： 1
2 2 2 F = (FX + FY + FZ ) 2
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方程反映了在重力作用下静止液体中的压力分布规律：
1）静止液体中任一点的压力由两部分组成：一部分是液 面上的压力po，另一部分液体自重所引起的压力ρgh 。 当p0= pa时， p= pa+gh 当p0=0时， p=gh 。 2）同一容器同一液体中的静压力随着深度h的增加线性 地增加。 3）同一液体中深度h相同的各点压力都相等。 由压力相等的点组成的面叫做等压面。在重力作用下静 止液体中的等压面是深度（与液面的距离）相同的水平面。
动画演示
液压传动与控制
粘性是流体抵抗剪切变形的能力，标志着内摩擦阻力 的大小。 粘度大，液层间的内摩擦阻力就大，油液就“稠”： 反之，油液就“稀”。
静止液体则不显示粘性。
粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指 标。 常用的粘度有三种不同单位：即动力粘度、运动粘度 和相对粘度。
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