《工學(xué)液壓緒論》ppt課件

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1、流體力學(xué)基礎(chǔ)工作介質(zhì)密度可壓縮性體積彈性模量單位體積的變化對(duì)應(yīng)壓力的變化可壓縮率可壓縮性與溫度有關(guān)、與混入的氣體的量有關(guān)粘性動(dòng)力粘度單位面積上的內(nèi)摩擦力—牛頓內(nèi)摩擦定律如果動(dòng)力粘度僅和液體的種類有關(guān)，與速度梯度無(wú)關(guān)，這種液體稱為牛頓液體運(yùn)動(dòng)粘度粘度-溫度特性粘度指數(shù)?。?0流體靜力學(xué)兩個(gè)重要性質(zhì)靜壓力垂直于承壓面，方向與內(nèi)法線方向一致；靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)所受的壓力在各個(gè)方向上相等。ZhZ0AZhZ0A任意一點(diǎn)A，其壓力：靜力學(xué)方程的基本形式：能量有兩種形式（位能+壓力能），并滿足能量守恒。壓力表示法：絕對(duì)壓力表壓力，相對(duì)壓力絕對(duì)壓力真空度大氣

2、壓力教材例題帕斯卡原理靜壓對(duì)固定壁面作用力第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)：研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律流體動(dòng)力學(xué)：研究作用于流體上的力與流體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。F=ma（經(jīng)典牛頓力學(xué))常用的三個(gè)基本方程:流體連續(xù)方程能量方程動(dòng)量方程V<5m/s氣體和液體的三個(gè)基本方程相同基本概念理想流體：即無(wú)粘性又不可壓縮的假想液體稱為理想流體恒流動(dòng)：流體流動(dòng)時(shí),其中任何一點(diǎn)的壓力、速度、密度都不隨時(shí)間變化，這種流動(dòng)稱為恒定流動(dòng)。一維流動(dòng)：整個(gè)液體作線形流動(dòng)，稱為一維流動(dòng)（不常見(jiàn)，通常把封閉容器內(nèi)的流動(dòng)當(dāng)一維流體處理）。作平面流動(dòng)，稱為二維流動(dòng)。整個(gè)液體作空間流動(dòng)，

3、稱為三維流動(dòng)。流線、流管、流束流線：是流場(chǎng)中的一條曲線,在該曲線上的質(zhì)點(diǎn)切線一致。流線代表某一時(shí)刻一群流體質(zhì)點(diǎn)的流速方向。非恒定流動(dòng),流線形狀隨時(shí)間變化。恒定流動(dòng),流線不隨時(shí)間變化。流管：在流場(chǎng)中畫(huà)不屬于流線的封閉曲線,在該封閉曲線上的每一點(diǎn)作流線,則由這組流線組成的表面稱為流管。流束：流管內(nèi)的流線群稱為流束。流線不會(huì)相交，故流管內(nèi)的流線不能穿越流管到達(dá)外部。通流截面、流量、平均流速通流截面：流束中與所有流線正交的截面為通流截面。截面上每點(diǎn)處的流動(dòng)速度都垂直于這個(gè)面。流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)某通流截面的液體體積為qq=L/min（升/分）平均流

4、速dq=udA(通過(guò)截面的方程求得平均速度)V=連續(xù)方程流量連續(xù)方程(物質(zhì)守恒定律)即質(zhì)量守恒轉(zhuǎn)化為理想液體作恒定流動(dòng)時(shí)的體積守恒。不可在縮兩邊積分q=VA=constant能量方程受力分析理想流體流束能量方程推廣到實(shí)際流體能量方程理想流體不可壓縮粘度為零一維流動(dòng)u=u(s);p=p(s)gdsdAdsdzpdA(p+dp/ds)dA12理想流體流束一維流動(dòng)壓力重力慣性力能量方程能量方程又稱伯努利方程，能量守恒定律微分方程1)在流束兩端截面上的壓力2)重力3)小微元體的慣性力-dsdzpdA(p+dp/ds)dA12理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程根

5、據(jù)牛頓第二定律：理想流體的伯努利方程dsdzpdA(p+dp/ds)dA12理想流體的能量方程沿流束從截面1到截面2積分：理想流體微小流束、作恒定流動(dòng)的能量方程或伯努利方程物理意義：理想流體作恒定流動(dòng)時(shí)，總能量=壓力能+位能+動(dòng)能，且這三種能量可以互相轉(zhuǎn)換，三者之和為常值。實(shí)際流體的能量方程粘性微元流體，由于粘性產(chǎn)生摩擦阻力，實(shí)際流體作恒定流動(dòng)時(shí)的能量方程為：實(shí)際流體的能量方程粘性通流截面不是流束，具有一定的面積，速度在整個(gè)截面上是變化的。把截面分成微形流束，并對(duì)整個(gè)截面積分得實(shí)際流體的能量方程。一般情況上述方程很難得到解析解，為此引入假設(shè)

6、：緩變流動(dòng)在通流截面上除重力外無(wú)其他質(zhì)量力；故可用靜壓力相同的分布規(guī)律用平均流速替代實(shí)際分布速度，并引入動(dòng)能系數(shù)α：用平均能耗替代分布能耗，等效計(jì)算：實(shí)際流體的能量方程為：公式中P和Z應(yīng)為通流截面的同一點(diǎn)的參數(shù)，一般定義為在軸心處的壓力和位置能量方程的應(yīng)用文丘利流量計(jì)流量傳感器-——差壓傳感器伯努利方程：連續(xù)方程壓力平衡方程：聯(lián)立求解得:油泵的吸入壓力動(dòng)量方程取微小的控制體，考察流入、流出控制及控制體本身動(dòng)量的變化。內(nèi)部變化流出流入該方程的積分很困難，近似解引入動(dòng)量修正系數(shù)β對(duì)恒定流動(dòng)：動(dòng)量方程的應(yīng)用計(jì)算射流對(duì)擋板的作用力受外力分析（垂直擋

7、板方向）動(dòng)量的變化最后得：在水平方向的外力:在穩(wěn)態(tài)下的動(dòng)量公式:速度V2在水平方向的分量為零這個(gè)公式的重要意義在于：在油泵設(shè)計(jì)時(shí)，吸入高度、流體運(yùn)動(dòng)速度、管路損失之是一個(gè)定值，既不出現(xiàn)孔穴現(xiàn)象的最大真空度限制。油泵吸入口及連接管路的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮3種情況：1）最大吸入高度2）最大流量（管路直徑）3）降低吸入阻力（無(wú)紡布過(guò)濾器）第六節(jié)管道流動(dòng)層流流體質(zhì)點(diǎn)互不干擾受粘性制約紊流流體質(zhì)點(diǎn)雜亂無(wú)章，慣性力起主導(dǎo)作用雷諾數(shù)園管水力直徑最大由層流轉(zhuǎn)化為紊流的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)。園管層流園管層流流量計(jì)算公式，通過(guò)某一長(zhǎng)度L的管道的流量與壓力損失之間的關(guān)系平

8、均速度層流能量公式修正系數(shù)α=2動(dòng)量公式修正系數(shù)β=4/3紊流能量公式修正系數(shù)α=1.05動(dòng)量公式修正系數(shù)β=1.04靠管壁處有極薄的一層，慣性力不足以克服粘性力的流體作層流流動(dòng)