1、第二章第二章 液压传动流体力学基础液压传动流体力学基础 本章是学习液压传动理论基础的章节，集中了学习本章是学习液压传动理论基础的章节，集中了学习本课程的基本概念、基本原理和基本定律（方程）。本课程的基本概念、基本原理和基本定律（方程）。2.1 液压油液压油2.2 液体静力学液体静力学2.3 液体动力学液体动力学2.4 流动阻力和能量损失流动阻力和能量损失2.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量2.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击1PPT课件2.1 2.1 液压油液压油 液压传动使用流体作为工作介质传递能量。在液压传动系统中，液压传动使用流体作为工作介质传递能量。在液压传动系统中，工作介质用
2、来传递动力和信号的，同时对于液压传动系统来说液压油工作介质用来传递动力和信号的，同时对于液压传动系统来说液压油还起到润滑、冷却和防锈等作用。还起到润滑、冷却和防锈等作用。2.1.1 液压油的种类液压油的种类 2PPT课件液液压压工工作作介介质质石石油油基基液液压压液液 无添加剂的石油基液压液（无添加剂的石油基液压液（L-HH）HH+抗氧化剂、防锈剂（抗氧化剂、防锈剂（L-HL）HL+抗磨剂（抗磨剂（L-HM）HL+增粘剂（增粘剂（L-HR）HM+增粘剂（增粘剂（L-HV）HM+防爬剂（防爬剂（L-HG）难难燃燃液液压压液液 含含水水液压液液压液 高含水液压液高含水液压液（L-HFA）水包油乳化
3、液水包油乳化液 （L-HFAE）水的化学溶液水的化学溶液 （L-HFAS）合成合成液压液液压液 油包水乳化液（油包水乳化液（L-HFB）水水-乙二醇（乙二醇（L-HFC）磷酸酯液磷酸酯液(（L-HFAE）)氯化氢（氯化氢（L-HFAE）HFDR+HFDS（L-HFDT）其它合成液压液（其它合成液压液（L-HFDU）举例：举例：液压油：液压油：L-HL-68L：代表润滑剂类，代表润滑剂类，H：代表液压油，代表液压油，L：代表防锈、抗氧代表防锈、抗氧化型，化型，最后的数字：最后的数字：代表运代表运动粘度。动粘度。2.1 2.1 液压油液压油 3PPT课件2.1.2 液压油液压油的性质的性质1.密度
4、密度密度密度单位体积液体的质量。单位体积液体的质量。=m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略，一般取通常忽略，一般取=900kg/m3的大小（的大小（15OC）。）。重度重度：rG/v=g 其中：其中：Gmg2.1 2.1 液压油液压油 4PPT课件2.可压缩性和膨胀性可压缩性和膨胀性液体受液体受压力作用压力作用而发生体积缩小性质称为而发生体积缩小性质称为液体的可压缩性液体的可压缩性。可用可用体积压缩系数体积压缩系数或或体积弹性模量体积弹性模量K表示表示。液体受液体受温度的影响温度的影响而使体积发生变化的性质称为而使
5、体积发生变化的性质称为液体的膨胀性液体的膨胀性。液体的液体的体积压缩系数体积压缩系数定义定义定义：定义：体积为体积为v的液体，当压力增大的液体，当压力增大p时，体积减小时，体积减小v,则液体则液体在单位压力变化下体积的在单位压力变化下体积的相对变化量相对变化量。为：为：液体的体积压缩系数。液体的体积压缩系数。单位压力所引起液体体积的变单位压力所引起液体体积的变化，化，p v，为保证为保证为正值为正值，式中须加，式中须加负号负号。式中式中 V：液体加压前的体积（：液体加压前的体积（m3）；）；V：加压后液体体积变化量（：加压后液体体积变化量（m3）；）；p：液体压力变化量（：液体压力变化量（N/
6、m2）；）；2.1 2.1 液压油液压油 5PPT课件液体的体积弹性模数定义：液体的体积弹性模数定义：液体压缩系数的倒数液体压缩系数的倒数液体的体积弹性模数公式：液体的体积弹性模数公式：k=1/=-p v/v液压油液的液压油液的体积弹性模量体积弹性模量K与温度与温度T、压力、压力P的的关系关系：（1）温度增大时，温度增大时，K值减小值减小，在液压油液正常的工作温度范围内，在液压油液正常的工作温度范围内，K值会有值会有5%25%的变化。的变化。（2）压力增大时，压力增大时，K值增大；反之则减小值增大；反之则减小，但这种变化不呈线性关，但这种变化不呈线性关系。当压力大于系。当压力大于3MPa时，时
7、，K值基本上不再增大。值基本上不再增大。2.1 2.1 液压油液压油 液体的体积弹性模数液体的体积弹性模数物理意义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液体抵抗压缩能力的大小。的大小。一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时常取一般认为油液不可压缩（因压缩性很小），计算时常取K=0.7103 MPa 6PPT课件 密封在容器内的液体在外力作用下像一根弹簧：密封在容器内的液体在外力作用下像一根弹簧：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。液体的液体的可压缩性很小可压缩性很小，在，
8、在一般情况一般情况下下当液压系统在稳态下工作时可以当液压系统在稳态下工作时可以不考不考虑可压缩的影响虑可压缩的影响。但在但在高压下高压下或或受压体积较大受压体积较大以及以及对液压系统进行对液压系统进行动态分析动态分析时，就需要时，就需要考虑液体可压缩性的影响。考虑液体可压缩性的影响。2.1 2.1 液压油液压油 液压弹簧刚度液压弹簧刚度7PPT课件3.粘性及其表示方法粘性及其表示方法（1）粘性的定义）粘性的定义 动力粘度动力粘度 液体在外力作用下液体在外力作用下流动或有流动趋流动或有流动趋势势时，液体内分子间的内聚力要阻止液时，液体内分子间的内聚力要阻止液体分子间的相对运动，由此产生一种内体分
9、子间的相对运动，由此产生一种内摩擦力，这种现象被称为摩擦力，这种现象被称为液体的粘性液体的粘性。粘性是粘性是液体在液体在流动时流动时产生内摩擦力产生内摩擦力的特性。的特性。静止液体则静止液体则不显示不显示粘性粘性 2.1 2.1 液压油液压油 内摩擦力内摩擦力8PPT课件2.1 2.1 液压油液压油 9PPT课件2.1 2.1 液压油液压油 10PPT课件（2）粘性的度量）粘性的度量 液体粘性的大小用粘度来表示。常用的液体粘度表示液体粘性的大小用粘度来表示。常用的液体粘度表示方法有三种，即方法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度动力粘度、运动粘度和相对粘度。其其物理意义物理意义：液体在液体在
10、单位速度梯度单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的液层间单位面积上产生的内摩擦力内摩擦力。2.1 2.1 液压油液压油 动力粘度的法定计量单位为：动力粘度的法定计量单位为：在在国际单位制国际单位制（SI）中的单位为：）中的单位为：Pa.s(1Pa.s=1N.s/m2),在在工程上工程上(CGS)用的单位是用的单位是P(泊泊)或或cP(厘泊厘泊)(1Pa.s=1N.s/m2=10P=103cP),11PPT课件因为它的单位只有因为它的单位只有长度和时间长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它
11、的法定计量单位为称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s,以前沿用的单位为以前沿用的单位为St（斯），（斯），其关系：其关系：1m2/S=104St106cSt（厘斯）（厘斯）我国液压油的牌号就是用它在温度为我国液压油的牌号就是用它在温度为40oC时的运动粘度时的运动粘度平均值来表示的。平均值来表示的。液压油的粘度等级就是以其液压油的粘度等级就是以其40C时运动粘度的某一平均时运动粘度的某一平均值来表示，值来表示，如如L-HM32液压油（液压油（32号液压油）的粘度等级为号液压油）的粘度等级为32，则，则40C时其运动粘度的平均值为时其运动粘度的平均值为32mm2/s。2.1 2.1 液压油液
12、压油 12PPT课件单位：无量纲相对粘度相对粘度 雷氏粘度雷氏粘度R英国、欧洲英国、欧洲 赛氏粘度赛氏粘度SSU美国美国 恩氏粘度恩氏粘度oE俄国、德国、中国俄国、德国、中国 200ml 200ml 温度为温度为T T的被测液体的被测液体,流经恩氏粘度计小孔流经恩氏粘度计小孔（2.8mm2.8mm）所用时间）所用时间t t1 1，与同体积与同体积2020度的水通过小孔所用度的水通过小孔所用时间时间t t2 2(51s)51s)之比。之比。t2oE=t1恩氏粘度与运动粘度之间的恩氏粘度与运动粘度之间的换算关系：换算关系：2.1 2.1 液压油液压油 13PPT课件恩氏粘度恩氏粘度2.1 2.1
13、液压油液压油 14PPT课件2.1 2.1 液压油液压油 15PPT课件VI：表明试油的粘度随温度的变化的程度与标准油的：表明试油的粘度随温度的变化的程度与标准油的粘度变化程度的相对值。粘度变化程度的相对值。VI值越大，表示油液粘度随温度的变化越小。值越大，表示油液粘度随温度的变化越小。2.1 2.1 液压油液压油 16PPT课件2.1 2.1 液压油液压油 pVc 即上临界速度即上临界速度下临界速度下临界速度 当当V c V V c时，可能是层流，也可能是紊流，时，可能是层流，也可能是紊流，具体的流动状态与实验的起始状态、有无扰动等因素有关。具体的流动状态与实验的起始状态、有无扰动等因素有关
14、。71PPT课件雷诺数由实验得出。雷诺数由实验得出。实验证明，液体在实验证明，液体在圆管中圆管中的流动状态与管内的平的流动状态与管内的平均流速、管道内径和运动粘度有关。因此，判断液流状态是上述三个参均流速、管道内径和运动粘度有关。因此，判断液流状态是上述三个参数所组成的一个称为雷诺数的无量纲数数所组成的一个称为雷诺数的无量纲数,即即 其中水力直径：其中水力直径：式中，式中，A液流的有效面积；液流的有效面积；液流的湿周（液流有效截面的周界液流的湿周（液流有效截面的周界长度）。长度）。2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失对于对于非圆形非圆形截面管路，雷诺数定义为截面管路，雷诺数
15、定义为 面积相等但形状不同的通流截面，圆形的水力直径最大，同面积相等但形状不同的通流截面，圆形的水力直径最大，同心环的最小。心环的最小。水力直径大，液流阻力小，通流能力大。水力直径大，液流阻力小，通流能力大。d管路的直径；管路的直径；液体的平均流速；液体的平均流速；液体的运动粘度。液体的运动粘度。72PPT课件液体由层流转变为紊流时的雷诺数与紊流转变为层流时的雷诺数是不相液体由层流转变为紊流时的雷诺数与紊流转变为层流时的雷诺数是不相等的。紊流转变为层流时的雷诺数数值要小，用其作为判断液流状态的等的。紊流转变为层流时的雷诺数数值要小，用其作为判断液流状态的依据，称为依据，称为临界雷诺数，临界雷诺
16、数，Rec。2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失临界雷诺数：判断液体流态依据临界雷诺数：判断液体流态依据 Re Rec为紊流为紊流 雷诺数物理意义雷诺数物理意义：雷诺数是液流的惯性作用对粘性作用的比。雷诺数大，：雷诺数是液流的惯性作用对粘性作用的比。雷诺数大，惯性力起主导作用，液体处于紊流；雷诺数小时，粘性力起主导作用，惯性力起主导作用，液体处于紊流；雷诺数小时，粘性力起主导作用，液体处于层流。液体处于层流。73PPT课件2.4.2 沿程压力损失沿程压力损失 液体在等径直管中流动时产生的液体在等径直管中流动时产生的压力损失压力损失称为称为沿程压力损失沿程压力损失。该损失与液
17、体的流动状态有关。该损失与液体的流动状态有关。（一）（一）层流时的沿程压力损失层流时的沿程压力损失 图2.24 圆管层流运动分析液体在等径水平直管中的层流流液体在等径水平直管中的层流流动如图动如图2.24所示。所示。取一段与管轴重合的微小圆柱取一段与管轴重合的微小圆柱体作为研究对象。液体作匀速运体作为研究对象。液体作匀速运动时该微元体处于受力平衡状态，动时该微元体处于受力平衡状态，即即 式中，式中，Ff是液体内摩擦力。这里用到了牛顿液体内摩擦定律。整理上是液体内摩擦力。这里用到了牛顿液体内摩擦定律。整理上式可得式可得 2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失74PPT课件对上式
18、进行积分，并代入边界条件，得对上式进行积分，并代入边界条件，得 可见，流速在半径方向上是按抛物线规律分布的，在管道轴线上流速可见，流速在半径方向上是按抛物线规律分布的，在管道轴线上流速取最大值。取最大值。通过微元体的流量微元为通过微元体的流量微元为 2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失积分上式可得积分上式可得 可见，层流流动时流量和相应的压差是可见，层流流动时流量和相应的压差是线性关系线性关系。75PPT课件所以平均流速为所以平均流速为 所以，所以，沿程压力损失沿程压力损失为为 上式也可以写为上式也可以写为 式中，式中，是沿程阻力系数。实际计算时，对金属管取是沿程阻力系数。
19、实际计算时，对金属管取=75/Re，橡，橡胶管取胶管取=80/Re。2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失76PPT课件（二）（二）紊流时的沿程压力损失紊流时的沿程压力损失紊流时计算沿程压力损失的公式在形式上与上式相同。不同的是此时紊流时计算沿程压力损失的公式在形式上与上式相同。不同的是此时的的不仅与雷诺数有关，还与管壁的粗糙度有关，即不仅与雷诺数有关，还与管壁的粗糙度有关，即 =f(Re，/d）绝对粗糙度绝对粗糙度与管径与管径d的比值的比值/d称为称为相对粗糙度相对粗糙度。对于光滑管，对于光滑管，=0.3164Re 0.25；对于粗糙管，；对于粗糙管，的值可以根据的值可以根
20、据不同的不同的Re和和/d从从图图2.12中查出。中查出。表表2.3给出了常见管壁的绝对粗糙度。给出了常见管壁的绝对粗糙度。2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失77PPT课件2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失沿程阻力系数曲线图返回78PPT课件2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失返回79PPT课件2.4.3 局部压力损失局部压力损失 液体流经管道的液体流经管道的弯头、接头、突变截面、阀口和滤网弯头、接头、突变截面、阀口和滤网等局部装置时产等局部装置时产生的压力损失称为生的压力损失称为局部压力损失局部压力损失。局部压力损失的计算公式如
21、下。局部压力损失的计算公式如下 式中，式中，pn阀在额定流量阀在额定流量qn下的压力损失；下的压力损失；qn阀的额定流量；阀的额定流量；q阀的实际流量。阀的实际流量。2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失式中，式中，局部阻力系数。各种局部装置结构的局部阻力系数。各种局部装置结构的是由实验测定的，可是由实验测定的，可查手册。查手册。阀类元件阀类元件局部压力损失可按下式计算局部压力损失可按下式计算 80PPT课件 在液压传动系统中，绝大多数压力损失转变为热量，造成系统温在液压传动系统中，绝大多数压力损失转变为热量，造成系统温度增高，泄漏增大，影响系统的工作性能。从计算压力损失的公
22、式可度增高，泄漏增大，影响系统的工作性能。从计算压力损失的公式可以看出，以看出，较小流速，缩短管道长度，减小管道截面突变，提高管道内较小流速，缩短管道长度，减小管道截面突变，提高管道内壁的加工质量等，都可以使压力损失减小。壁的加工质量等，都可以使压力损失减小。在管路系统的压力损失中，液体的在管路系统的压力损失中，液体的流速影响最大流速影响最大，流速高压力损，流速高压力损失会增大很多。但流速太低会增加管路和阀类元件的尺寸。合理选择失会增大很多。但流速太低会增加管路和阀类元件的尺寸。合理选择液体在管路中的流速是液压系统设计中一个重要问题。液体在管路中的流速是液压系统设计中一个重要问题。2.4 2.
23、4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失2.4.4 管路系统总的压力损失管路系统总的压力损失81PPT课件2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失82PPT课件2.4 2.4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失83PPT课件孔口和缝隙流量在液压技术中占有很重要的地位，它涉及液压元件孔口和缝隙流量在液压技术中占有很重要的地位，它涉及液压元件的的密封性密封性，系统的，系统的容积效率容积效率，更为重要的是它是设计计算的基础。，更为重要的是它是设计计算的基础。在液压系统中，常利用液体流经阀的小孔或缝隙来控制流量和压力，在液压系统中，常利用液体流经阀的小孔或缝隙来控制流量和压力
24、，以达到调速和调压目的。液压元件的泄漏也属于间隙流动。以达到调速和调压目的。液压元件的泄漏也属于间隙流动。2.5.1 孔口流量孔口流量 2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量84PPT课件在液压系统中，孔口和缝隙流动是最常见的。研究液体在孔口和缝隙在液压系统中，孔口和缝隙流动是最常见的。研究液体在孔口和缝隙中的流动规律，了解影响它们的因素，对液压系统的分析和设计都很中的流动规律，了解影响它们的因素，对液压系统的分析和设计都很有意义。有意义。（一）薄壁孔流量（一）薄壁孔流量图2.31(动画)2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量孔口的长径比孔口的长径比l/d0.5时称为薄壁孔，时称为薄壁
25、孔，如图如图2.31所示。对孔前通道断面所示。对孔前通道断面1-1和和收缩断面收缩断面2-2之间的液体列出伯努力方之间的液体列出伯努力方程程。85PPT课件式中，h1=h2，v1v2，2=1，局部损失 ，整理上式后得：式中，Cv速度系数，；p孔口前后压差，p=p1-p2。由此可得通过薄壁孔口的流量公式为由此可得通过薄壁孔口的流量公式为 式中，式中，A2收缩断面面积，由实验测定；收缩断面面积，由实验测定；Cc收缩系数，收缩系数，Cc=A2/AT；AT孔口过流断面面积，孔口过流断面面积，AT=d2/4；Cq流量系数，流量系数，Cq=CvCc。Cc、Cv和和Cq的数值可由实验确定。在的数值可由实验确
26、定。在液体完全收缩液体完全收缩（d1/d7）的情）的情况下，况下，Cq可查相关的图表或按下式计算可查相关的图表或按下式计算 2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量A1A2,所以所以v1=7)时，时，Cq=0.600.61。当液体当液体不完全收缩不完全收缩（d1/d7）时，）时，Cq=0.70.8。薄壁孔口由于流程短，只有局部损失，流量对油温的变化不敏感，薄壁孔口由于流程短，只有局部损失，流量对油温的变化不敏感，因此流量稳定，因此流量稳定，适合做适合做调节流量的调节流量的节流器用节流器用。但薄壁孔的加工比较困难，因此实际应用较多的是短孔。但薄壁孔的加工比较困难，因此实际应用较多的是短孔。2.
27、52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量87PPT课件（二）（二）短孔、细长孔口流量短孔、细长孔口流量 孔口的长径比：孔口的长径比：0.54时为细长孔。时为细长孔。细长孔中多为层流，细长孔中多为层流，流量公式可用流量公式可用前面推出的圆管流量公式，即前面推出的圆管流量公式，即 细长孔的流量总是与液体粘度有关的。细长孔的流量总是与液体粘度有关的。2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量88PPT课件2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量（三）小孔流量通用公式（三）小孔流量通用公式89PPT课件2.5.2 缝隙流量缝隙流量 液压元件（特别是有相对运动的各部件）之间都存在缝隙（或称为间液压元件（
28、特别是有相对运动的各部件）之间都存在缝隙（或称为间隙）。流过缝隙的油液流量就是隙）。流过缝隙的油液流量就是泄漏量泄漏量。了解影响泄漏量的因素是十分。了解影响泄漏量的因素是十分必要的。必要的。一）平行平板缝隙流量一）平行平板缝隙流量 平板缝隙间的液体流动情况如图所示。平板缝隙间的液体流动情况如图所示。设缝隙的长、宽、高分别为设缝隙的长、宽、高分别为l、b、h，一，一般有般有bh和和lh。液体在压差。液体在压差p=p1-p2和上平板运动的作用下流动。取其中和上平板运动的作用下流动。取其中的平行六面微元体做受力分析，显然有的平行六面微元体做受力分析，显然有 2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量
29、90PPT课件将牛顿液体内摩擦定律代入上式，整理后得将牛顿液体内摩擦定律代入上式，整理后得 对对y积分两次，代入相应的边界条件，并考虑到液体作层流流动时压力积分两次，代入相应的边界条件，并考虑到液体作层流流动时压力p只是只是x的线性函数，即的线性函数，即 以及上平板可能有相反方向的运动，则有以及上平板可能有相反方向的运动，则有 由此得液体在平行平板缝隙中的流量为由此得液体在平行平板缝隙中的流量为 如果将上面的流量理解为一种泄漏量，则泄漏量与缝隙的如果将上面的流量理解为一种泄漏量，则泄漏量与缝隙的三次方三次方成正比。成正比。2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量91PPT课件（二）圆环缝隙流
30、量（二）圆环缝隙流量 在液压缸的活塞和缸筒之间，在液压阀的阀心和阀套之间都存在圆环在液压缸的活塞和缸筒之间，在液压阀的阀心和阀套之间都存在圆环缝隙，下面分两种情况讨论。缝隙，下面分两种情况讨论。1.同心圆环缝隙流量同心圆环缝隙流量 同心圆环缝隙的结构和液体流动情况如图同心圆环缝隙的结构和液体流动情况如图2.33所示。如果将圆环缝所示。如果将圆环缝隙沿圆周方向展开，就相当于一个平行平板缝隙。因此，只要用隙沿圆周方向展开，就相当于一个平行平板缝隙。因此，只要用d取取代式（代式（2.66）中的）中的b，就可以得到内外表面有相对运动的同心圆环缝隙，就可以得到内外表面有相对运动的同心圆环缝隙流量公式，即
31、流量公式，即 图2.33 同心圆环缝隙液流2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量92PPT课件2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量93PPT课件2.偏心圆环缝隙流量偏心圆环缝隙流量 偏心圆环缝隙的结构如图偏心圆环缝隙的结构如图2.34所示。此时的流量公式为所示。此时的流量公式为 式中，式中，h内外圆同心时的缝隙值；内外圆同心时的缝隙值；相对偏心率，相对偏心率，=e/h，e为偏心距。为偏心距。由此可见，当由此可见，当=0时，它就是同心圆环缝时，它就是同心圆环缝隙的流量公式；当隙的流量公式；当=1时，偏心圆环缝隙的流时，偏心圆环缝隙的流量比同心圆环缝隙流量大了许多。可见，较高量比同心圆环
32、缝隙流量大了许多。可见，较高的同心度可以减小泄漏量。的同心度可以减小泄漏量。图图2.34 偏心圆环缝隙流量偏心圆环缝隙流量2.52.5 孔口和缝隙流量孔口和缝隙流量94PPT课件一、空穴现象一、空穴现象 在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为现象，称为空穴现象空穴现象。在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油液中分离出来形成气泡，这一压力值称为液中分离出来形成气泡，这一压力值称为该温度下的空气分离压该温度下的空气分离压。（1）空穴现象产生原
33、因空穴现象产生原因 压力油流过节流口、阀口或管道狭缝时，速度升高，压力降低；压力油流过节流口、阀口或管道狭缝时，速度升高，压力降低；液压泵吸油管道较小，吸油高度过大，阻力增大，压力降低；液压泵吸油管道较小，吸油高度过大，阻力增大，压力降低；液压泵转速过高，吸油不充分，压力降低。液压泵转速过高，吸油不充分，压力降低。2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击95PPT课件1）节流口处的空穴现象）节流口处的空穴现象 2）液压泵的空穴现象）液压泵的空穴现象 液压泵吸油管直径太小时、液压泵吸油管直径太小时、或吸油阻力太大、或液压泵转或吸油阻力太大、或液压泵转速过高。速过高。由于吸油腔压力低于由
34、于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象，空气分离压而产生空穴现象，形成气泡形成气泡。2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击96PPT课件2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击97PPT课件2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击98PPT课件2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击99PPT课件2）空穴现象的危害空穴现象的危害 1)气泡在较高压力作用下将迅速气泡在较高压力作用下将迅速破裂破裂,从而引起从而引起局部液压冲击局部液压冲击,造成造成噪音和振动。噪音和振动。2)同时气泡中的同时气泡中的氧氧也会也会腐蚀金属腐蚀金属元件的表面元件的表面,我们把
35、这种因发生空穴我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫现象而造成的腐蚀叫气蚀（应当改为：气蚀（应当改为：空化空蚀空化空蚀）。3)液流不连续液流不连续,流量、压力脉动。流量、压力脉动。2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击3）减小空穴的措施减小空穴的措施 1）减小小孔和缝隙前后压力降，希望）减小小孔和缝隙前后压力降，希望 p1/p2 工作压力工作压力 引起振动、噪声、导致某些元件如密封装置、管路等引起振动、噪声、导致某些元件如密封装置、管路等 损坏；损坏；使某些元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作，影响系使某些元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作，影响系 统统 正常工作。正常工
36、作。2）液压冲击产生的原因液压冲击产生的原因 1）迅速使油液换向或突然关闭油路，使液体受阻，动能转换为迅速使油液换向或突然关闭油路，使液体受阻，动能转换为压力能，使压力升高。压力能，使压力升高。2）运动部件突然制动或换向，使压力）运动部件突然制动或换向，使压力 升高。升高。101PPT课件2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击3）减小液压冲击的措施）减小液压冲击的措施 （1）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。（2）限制管道流速及运动部件速度）限制管道流速及运动部件速度。（3）加大管道直径，尽量缩短管路长度。加大管道直径，尽量缩短管路长度。（4）采用软管，以增加系统的弹性。采用软管，以增加系统的弹性。102PPT课件2.62.6 空穴现象和液压冲击空穴现象和液压冲击习题：习题：2.1，2.3，2.5，2.7，2.9，2.11，2.13，2.19103PPT课件
