液压传动与流体力学重点知识
液压液压传动的流体力学基础.2021优秀PPT文档
第二章液压传动的流体力学基础
2.伯努利方程 (能量守恒定律)
p
gh
v2
C
2
比位能 比压能 比动能
仅受重力作用,恒定流动的理想流体 不可压缩,无粘性
对于1,2截面
p1
gh 1
v12 2
p2
gh 2
v22 2
第二章液压传动的流体力学基础
2.伯努利方程 (能量守恒定律)
理解：
①伯努利方程式是一个能量方程式，它表明在空间各相应通流 断面处流通液体的能量守恒规律。 ②理想液体的伯努利方程只适用于重力作用下的理想液体作定 常活动的情况。 ③任一微小流束都对应一个确定的伯努利方程式，即对于不同 的微小流束，它们的常量值不同。 伯努利方程的物理意义为：在密封管道内作定常流动的理想 液体在任意一个通流断面上具有三种形成的能量，即压力能、 势能和动能。三种能量的总合是一个恒定的常量，而且三种能 量之间是可以相互转换的，即在不同的通流断面上，同一种能 量的值会是不同的，但各断面上的总能量值都是相同的。
v －截面的平均流速
第二章液压传动的流体力学基础
2.伯努利方程 (能量守恒定律)
能量守恒是自然界的客观规律，流动液体也遵守能量 守恒定律，这个规律是用伯努利方程的数学形式来表 达的。 对理想液体在如书图2-8所示的管道内作恒定流动。 取ab段液段为研究对象，分析液体功能变化。 外力所做的功=液体机械能的变化 外力所做的功主要由两断面处所做的功组成。 液体的机械能变化分两部分，位能和动能变化。
的液面为等压面，等压面方程为
pa
p1g1h 2g2h P a
p
h1
pP a1g1h 2g2h
p1
h2
真空 1g1 度 h2g2h
流体力学与液压传动
流体力学与液压传动流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科，涉及液体和气体在静止和流动状态下的力学行为。
而液压传动则是利用流体进行能量传递和控制的一种技术。
本文将介绍流体力学的基本原理、液压传动的应用及其在工程领域中的意义。
一、流体力学基本原理流体力学主要研究流体的运动规律和压力分布等基本性质。
在流体力学中，流体可以分为不可压缩流体和可压缩流体两类。
不可压缩流体通常指液体，如水、油等；可压缩流体则主要指气体。
在流体力学中，最基本的方程为连续性方程、动量方程和能量方程。
其中，连续性方程描述了流体在运动过程中质量守恒的关系；动量方程描述了流体受到外力作用时的运动规律；能量方程则研究了流体能量的变化。
二、液压传动的应用液压传动利用液体在封闭管路中传递能量，实现机械运动的控制和传递。
液压传动广泛应用于各种机械设备中，如农业机械、工程机械、船舶、飞机等。
液压传动具有传动效率高、可靠性强、运动平稳等优点。
液压传动系统由液压泵、液压阀、液压缸等组成。
通过液压泵将液压油压入系统，并由液压阀进行分配和控制，最终驱动液压缸进行工作。
液压传动通过调节液压阀的开启和关闭，以及控制液压泵的转速来实现对机械设备的精确控制。
三、液压传动在工程领域中的意义液压传动在工程领域中具有广泛的应用价值。
首先，液压传动能够实现大功率输出，满足重载工况下的需求。
其次，液压传动具有可靠性高的特点，适用于各种恶劣的工作环境。
此外，液压传动还具有灵活性强、动作平稳等优点，能够满足复杂工况下的控制要求。
在工程领域中，液压传动广泛应用于起重机械、挖掘机、注塑机、铁路设备等大型机械设备中。
液压传动不仅能够提高机械设备的工作效率，还能够降低设备的能耗和噪声，提升整体的操作性能。
总结：流体力学和液压传动是现代工程领域中重要的学科和技术。
流体力学研究了流体的运动规律和性质，为液压传动提供了理论基础。
液压传动利用流体进行能量传递和控制，应用广泛且具有重要意义。
流体力学与液压传动
流体力学与液压传动1液体传动的工作原理是帕斯卡定律，即密封容积中的液体既可以传递力，也可以传递运动。
2 液压管路中的压力损失可以分为两种，一种是沿程压力损失，一种是局部压力损失。
3 液体的流态可分为层流和紊流，判别流态的准则是雷诺数。
4 在液压系统中，由于某些原因使液体压力急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
+5 齿轮泵特性，结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，成本低对液压油污染不太敏感，便于维修利用。
6 单作用叶片泵的工作原理：定子不动，叶片在转子内往复运动相邻两叶片形成密封O1 O2左半吸油，右半压油。
双作用叶片泵的工作原理：转子与定子同心，转子旋转时叶片靠在定子内，当r向R移动时吸油，当R-r时排出。
单作用叶片泵旋转一周完成吸，压油，双作用叶片泵旋转一周完成两次吸丶压油。
7 液压传动的密封方式：O型密封圈丶普通Y型密封圈丶西姆科密封圈丶新型同轴密封圈8 直动溢流阀9液体抑制阀类型：压力控制阀（溢流阀减压阀顺序阀平衡阀）流量控制阀（节流阀调速阀同步阀）方向控制阀（单向阀换向阀）10调速回路类型：节流调速回路（进口节流式，出口节流式，劳路节流式）丶容积调速回路丶容积节流调速回路（变量与定量马达，定量泵与变量马达，变量泵与变量马达，变量泵-液压缸）丶速度换接回路11粘性液体在外力作用下，分子间的相互运动产生一种内摩擦力大小用粘度来度量，温度高，粘度小，压力大，粘度大。
12减压阀原理：串联减压式压力负反馈①定值减压阀，出口压力恒定②定差减压阀，出口压力差大小恒定1314滤油器选用①有足够的过滤精度，滤芯中颗粒越小，精度越高②有足够的通油能力③滤芯便于清洗或更换④滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。
15液压泵和马达：都是靠密封的工作空间的容积变化进行工作。
液压泵将机械能→液压能为系统提供压力油以压力，流量形式传输到系统中，是系统动力源液压马达将液压能→机械能输出转矩转速16 17我国采用的相对粘度是恩氏黏度，他是用恩氏粘度计测量的。
液压传动第三章 流体力学基础
1、理想流体和恒定流动
理想流体：既无粘性，又无压缩性的假想液体。
实际流体：有粘性，又有压缩性的液体。
恒定流动：液体在流动时，通过空间某一点的压力、速度和密度等运
动参数只随位置变化，与时 间无关。
非恒定流：液体在流动时，通过空间某一点的压力、速度和密度等
运动参数至少有一个是随时 间变化的。
2、流线 流管、流束、通流截面
dqdt
u22 2
dqdt
u12 2
势能：ΔEP gdqh2dt gdqh1dt
外力做的功=能量变化：
W ΔE ΔEK ΔEP
p1
g
u12 2g
h1
p2
g
u22 2g
h2
1.理想流体的能量方程
p1
g
u12 2g
h1
p2
g
u22 2g
h2
2、实际流体伯努利方程
实际流体：有粘性、可压缩、非恒定流动 速度修正：动能修正系数
正确设计和使用液压泵站。 液压系统各元部件的连接处要密封可靠，严防
空气侵入。 采用抗腐蚀能力强的金属材料，提高零件的机
械强度，减小零件表面粗糙度值。
第六节 液 压 冲 击
一、管内液流速度突变引起的液压冲击
有一液位恒定并能保持 液面压力不变的容器如 图3-40所示。
二、运动部件制动所产生的液压冲击
第四节 孔口和缝隙液流
一、薄壁小孔
➢ 薄壁小孔是指小孔的长度和直径之比l/d＜0.5的孔， 一般孔口边缘做成刃口形式，如图3-25所示。
➢薄壁小孔的流量计算
对于图所示的通过薄壁小孔的液体，取小孔前后截面1-1和2-2列伯努利方程
p1
g
v12 2g
液压传动总复习总结
液压传动总复习总结第⼀章流体⼒学基础第⼀节：⼯作介质⼀、液体的粘性（⼀）粘性的物理本质液体在外⼒作⽤下流动时,由于液体分⼦间的内聚⼒和液体分⼦与壁⾯间的附着⼒,导致液体分⼦间相对运动⽽产⽣的内摩擦⼒,这种特性称为粘性，或流动液体流层之间产⽣内部摩擦阻⼒的性质。
静⽌液体不呈现粘性1、动⼒粘度µ：µ=τ·dy/du （N·s/m2）物理意义：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位⾯积上内摩擦⼒2、运动粘度ν：动⼒粘度与液体密度之⽐值公式：ν= µ/ρ（m2/s）单位：m2/s 。
单位中只有长度和时间的量纲，类似运动学的量。
三、液体的可压缩性1、液体的体积压缩系数（液体的压缩率）定义：体积为V的液体，当压⼒增⼤△p时，体积减⼩△V,则液体在单位压⼒变化下体积的相对变化量公式: κ= - 1/△p×△V/V0物理意义：单位压⼒所引起液体体积的变化2、液体的体积弹性模数定义:液体压缩系数的倒数公式：K = 1/κ= - △p V /△V物理意义：表⽰单位体积相对变化量所需要的压⼒增量，也即液体抵抗压缩能⼒的⼤⼩。
⼀般认为油液不可压缩（因压缩性很⼩），计算时取：K =（0.7～1.4）×103 MPa。
若分析动态特性或p变化很⼤的⾼压系统，则必须考虑1、粘度和压⼒的关系：∵p↑，Ff↑，µ↑∴µ随p↑⽽↑，压⼒较⼩时忽略，50MPa以上影响趋于显著2、粘度和温度的关系：∵温度↑，Ff ↓，µ↓∴粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化较⼩，即粘温特性较好，常⽤粘度指数VI来度量，VI ⾼，说明粘—温特性好。
2、选择液压油粘度慢速、⾼压、⾼温：µ⼤（以↓△q）快速、低压、低温：µ⼩（以↓△p）第⼆节液体静⼒学静⽌液体：指液体内部质点之间没有相对运动，以⾄于液体整体完全可以象刚体⼀样做各种运动。
02液压传动第二章 液压传动的流体力学基础PPT课件
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。 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。
（e） 压力对粘度的影响
对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小， 通常将中低压系统中的压力变化对油液粘度的影响忽略不计。
21
2.2.4 帕斯卡原理
由静压力基本方程式 p=p0+γh 可知，液 体中任何一点的压力都包含有液面压力p0，或 者说液体表面的压力p0等值的传递到液体内所 有的地方。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。
通常在液压系统的压力管路和压力容器中， 由外力所产生的压力p0要比液体自重所产生的 压力γh大许多倍。即对于液压传动来说，一般 不考虑液体位置高度对于压力的影响，可以认 为静止液体内各处的压力都是相等的。
P=p0+ρgh=p0+γh 其中ρ为液体的密度， γ为液体的 重度。
17
上式即为静压力基本方程式，它说明了：
（1）静止液体中任意点的静压力是液体表面上的压力和液柱重 力所产生的压力之和。当液面接触大气时，p0为大气压力pa， 故有
p=pa+γh （2）同一容器同一液体中的静压力随深度的增加线性地增加。
9
2.1.2 液压油的选用
❖ 对液压油的使用要求
（1）合适的粘度和良好的粘度－温度特性，一般液压系统 所选用的液 压油，其 运动粘度大多为（13～68 cSt）（40℃下）或2～8°E50。
（2）良好的化学稳定性。
（3）良好的润滑性能，以减小元件中相对运动表面的磨损。 （4）质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。 （5）对金属和密封件有良好的相容性。 （6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。 （7）体积膨胀系数低，比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害、成本低。
液压传动3-流体力学基础
解：此流量计处于重力场的作用下，故 应用能量方程，按题意应有h=0，忽略 损失，h=0。
以过轴心0-0的水平面为基准面，取断面Ⅰ 和Ⅱ，此二断面均为缓变过流断面，对此 二断面与轴心线的交点1和2列出能量方 程，可得
p1
v p2 v 2g 2g
2 1
2 2
而根据连续性方程式应有：
以过4点之水平面0-0为基准 面,管轴上的3点和4点列出 能量方程
p3 v pa v 0 (h1 h2 ) g 2 g g 2 g
2 3 2 4
由连续性方程可得：
v3 v 4
p3 pa (h1 h2 ) g g
pa 对水， =10米水柱高，于是 g
2、静压力方程式的物理意义
p=p0+γh=p0+γ(z0-z) 整理后得 p/γ+z=p0/γ+z0=常数 z称位置水头或称位能,表示A点单 位重量液体的位能
升的高度，称压力水头，或称压能。
p r 是该点在压力作用下沿测压管所能上
p z r
两水头相加（ ）称测压管水头，它 表示测压管液面相对于基准面的高度， 或称势能。
2 2
2、伯努利方程 式中每一项的量纲都是长度单位，分别称为 水头、位置水头和速度水头。 物理意义：稳定流动的理想液体具有压力 能、位能和动能三种形式的能量。在任意截 面上这三种能量都可以相互转换，但其总和 保持不变。
3、实际液体的泊努利方程 实际液体具有粘性，在管中流动时，需 要消耗一部分能量，所以实际液体的伯努利 方程为：
1 2 Q A1v1 d1 4
2 9.81 0.8(13.6 1) 1 2 3.14 0.25 39 4 1 1 3 0.112米 /秒 112升/秒
北航流体力学与液压传动-液压传动复习
第一章 液压油及液压流体力学基础第一节 液压油一． 基本物理性质1. 油的密度和重度密度 ρ ：单位体积流体内所含有的质量。
均质液体： 非均质液体： 重度 γ ：单位体积流体内所含有的重量。
均质液体： 非均质液体： 常用值：ρ油 = 900 kg/m 3 , .γ油 = 8.8⨯103 N/m 32. 油的压缩性(1) 压缩性：液体受压而使其体积减小的特性，用压缩系数κ来表示。
体积弹性模量K ：压缩系数κ的倒数.常用值：K 油 = 0.7 ⨯109 N/m 2Vm=ρVmV ∆∆=→∆0lim ρVG V ∆∆=→∆0lim γgV mgV Gργ===dpdVV dp V dV⋅-=⋅-=11κdVdpV K ⋅-==κ1一般液压系统的静态分析和计算时，可以不考虑其压缩性3.油的粘性（1）粘性的意义液体在外力作用下流动时，液体分子之间的内聚力会阻碍其分子间的相对运动，而产生内摩擦力，这一特性称作液体的粘性。
（2）油的粘度液体的粘性用粘度来表示。
常用的粘度：动力粘度、运动粘度和相对粘度①动力粘度μ（绝对粘度）物理意义：当速度梯度等于1时，接触液体层间单位面积上的内摩擦力。
国际单位SI：N⋅s/m2，简称：Pa⋅s，工程单位CGS：dyn⋅s/cm2，简称：P (泊)。
换算关系：1Pa⋅s = 10 P =103cP②运动粘度ν国际单位SI：m2/s；ρμν=dudyτμ=工程单位CGS ：cm 2/s ，简称：St(斯)。
mm 2/s ，简称：cSt(厘斯)。
换算关系：1m 2/s = 104cm 2/s = 104 St = 106 cSt10号机械油：该油在50︒时运动粘度的平均值为10mm 2/s ，ν50=10cSt相对粘度以相对于水的粘度大小来度量油的粘度大小，︒E t = t 油/t 水 恩氏粘度。
为了理论分析和计算而引出。
（3） 粘度与压力的关系p νp ν一般液压系统的压力较低，可以认为不变；当压力较大 p >100bar ，则需考虑。
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第二章
重点概念（包括工程流体力学，）
了解
1、液体的主要性质:
粘性（记住牛顿内摩擦公式，切应力的公式，）
压缩性(概念定义以及粘度对压缩性的影响)
【例2-1】
2、流体静力学：
*重力作用下的静止液体分布规律（公式及计算）
*帕斯卡原理（公式和计算运用）
*静止液体对壁面作用力的计算（包括两种面的计算，特别注意曲面的运算。【例2-2、例2-3、】）
第五章
重点知识
了解
1、阀口流量公式及流量系数（掌握计算）
2、液动力（会判断不同液动力的方向和计算）
3、卡紧力(影响的因素，减小的措施等)
4、溢流阀（记住符号，原理，零件名称，定义）
5、减压阀（记住符号，原理，零件名称，定义）
6、顺序阀（记住符号，原理，零件名称，定义）
7、压力继电器（记住符号，原理，零件名称，定义）
8、节流阀（定义，工作原理，符号，结论性语句如：138页的最下面的四点结论。）
9、调素阀（定义，工作原理，符号，温度补偿和旁通两种都要知道原理，符号）
10、分级集流阀（记住符号，原理，零件名称，定义）
11、方向控制阀（记住符号，原理，零件名称，定义）
12、换向阀（掌握符号，并且能按照符号说出他的名称，不同位置时不同的工作状态，掌握手动，机动，电磁液动，电液动，电磁球液控球式等换向阀的原理，机件名称等）
孔口和缝隙流动（一些推导结论句要记住，公式要知道含义）
1、静止液体平衡的微分方程；
2、压力表示法；
3、
液压泵
重点知识
了解
1、液压泵的性能参数（记住这节中各种参数的定义和计算）
2、齿轮泵：（以下的齿轮泵要求能够描述原理，各个主要部位的名称。）
渐开线外啮合齿轮泵（排量，流量的计算、消除困油现象的措施、补偿装置等）、
13、电液比例阀（主要掌握比例电磁铁这块）
14、比例压力阀、流量阀、比例方向流量阀、（要求掌握直动型和先导型的原理名称符号即可）
阀的一些流量计算和结论性语句要理解。
第七章
重点知识
了解
压力控制回路（调压，减压，增压，卸荷，保压，平衡回路，这些回路的原理，原理图，图中的零件的全称一定要记住，）
这些回路的优点之类和结论性句子要了解。
渐开线内啮合齿轮泵（排量，流量的计算、优点等）、
螺杆泵（优点和原理）、
叶片泵（双、单作用叶片泵的原理，定义、排量，流量的计算、优点、不同反馈式的变量叶片泵定义、区别等）
轴向柱塞泵（原理，定义，优点、变量机构等）
径向柱塞泵（原理，优点，作用等）
3、重要习题【3-5、3-7、3-22】
第四章
重要知识
了解
、
第八章
重点知识
了解
组合机床动力滑台液压系统（原理，原理图，图中的零件的全称一定要记住，最重要就是课本236-238页的内容）
1、液压马达的性能参数（记住这节中各种参数的定义和计算）
2、液压马达：（以下的马达要求能够描述原理，各个主要部位的名称及优缺点）
叶片式马达（原理及零件名称）
单作用连杆型径向柱塞式液压马达（原理，优点，名称）
多作用内曲线径向柱塞液压式马达（原理，优点，名称）
3、液压缸（记住各种液压缸的符号摆动液压缸的参数计算、缓冲和排气装置）：
考试题型：判断题（T或F表示对错）选择题（选项要是有两个，选一个也对）
问答题（3、5章液压缸，主主要是作业内容)
液压传动
第一章
重点概念（简答，选择，判断）
了解（选择判断）
1、液压传动装置的工作原理及组成；
2、液压传动的主要优点
1、液压传动的定义；
2、液压油牌号；
3、流体力学：
基本概念（记住过流断面、流量、平均流速的概念和计算公式）
*连续性方程、伯努利方程（包括单流线和实际流体的）、动量方程（记住公式和计算运用，特别重要的三个公式【例2-4例2-6、】）
4、液体的压力损失：
层流，紊流、雷诺判据（记住雷诺公式并用其来判断流态）
沿程压力损失和局部压力损失（公式不用记，但是要知道公式中的单位和代表意义【例2-7】）