1、編輯ppt第二章第二章 液壓流體力學液壓流體力學 液壓流體力學液壓流體力學屬工程流體力學范疇,應用流體力學的理論結果研究液體在液壓系統內的運動和平衡以及液體與液壓元件間的相互作用的規律。液體靜力學液體靜力學 研究液體在靜止狀態下的力學規律及其應用液體動力學液體動力學 研究液體流動時流速和壓力的變化規律管道中液流的特性管道中液流的特性 用于計算液體在管路中流動時的壓力損失孔口及縫隙的壓力流量特性孔口及縫隙的壓力流量特性 是分析節流調速回路性能和計算元件泄漏量的理論依據 液壓沖擊和氣穴現象液壓沖擊和氣穴現象編輯ppt2-2 流體靜力學靜壓力及其特性靜壓力及其特性靜壓力基本方程式靜壓力基本方程式帕斯

2、卡原理帕斯卡原理靜壓力對固體壁面的作用力靜壓力對固體壁面的作用力壓力的表示方法壓力的表示方法編輯ppt靜壓力及其特性靜壓力及其特性液體的靜壓力液體的靜壓力u靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力。壓力。p p=lim=limFF/ /A A （AA00）u若在液體的面積若在液體的面積A A上所受的作用力上所受的作用力F F為均勻分為均勻分布時，靜壓力可表示為布時，靜壓力可表示為 p p = = F F / / A A u液體靜壓力在物理學上稱為壓強，工程實際液體靜壓力在物理學上稱為壓強，工程實際應用中習慣稱為壓力。應用中習慣稱為壓力。液體靜壓力的兩個特

3、性液體靜壓力的兩個特性u 液體靜壓力垂直于承壓面，方向為該面內液體靜壓力垂直于承壓面，方向為該面內法線方向。法線方向。u液體內任一點所受的靜壓力在各個方向上都液體內任一點所受的靜壓力在各個方向上都相等。相等。編輯ppt靜壓力基本方程式靜壓力基本方程式重力場中靜壓力基本方程式重力場中靜壓力基本方程式 p p= =p p0 0+ +ghgh 重力場中靜止液體壓力分布重力場中靜止液體壓力分布特征：特征：u壓力由兩部分組成：液面壓力壓力由兩部分組成：液面壓力p p0 0，自重形成的壓力，自重形成的壓力ghgh。u液體內的壓力與液體深度成正比。液體內的壓力與液體深度成正比。u離液面深度相同處各點的壓力相

4、等，壓力相等的所離液面深度相同處各點的壓力相等，壓力相等的所有點組成等壓面，重力作用下靜止液體的等壓面為有點組成等壓面，重力作用下靜止液體的等壓面為水平面。水平面。u靜止液體中任一質點的總能量靜止液體中任一質點的總能量 （p/gp/g）+h+h 保持不變，即能量守恒。保持不變，即能量守恒。編輯ppt2-2 流體靜力學壓力的表示方法（1）壓力單位 國際單位：帕（Pa=N/m2）、千帕（kPa）、兆帕（MPa） 工程單位: 公斤力/厘米2 (kgf.cm-2)、巴（bar）或工程大氣壓(atm) 1atm= 1 kgf.cm-2 =9.81X104 Pa 1bar=105Pa=0.1MPa 1ba

5、r=1.02kgf/cm2 液柱高: 米水柱（mH2O）、毫米汞柱（mmHg）編輯ppt（2）絕對壓力、相對壓力（表壓力）和真空度大氣壓p0絕對壓力相對壓力絕對真空真空度絕對壓力=相對壓力+大氣壓真空度（負的相對壓力）=絕對壓力-大氣壓編輯ppt2-3 流體動力學 基本概念 理想流體 不可壓縮流體 定常流動 過流斷面 流量 平均流速 緩變流（均勻流、非 均勻流、急變流） 基本原理（流量）連續性方程 伯努利方程 動量方程編輯ppt一、流體運動的基本概念理想流體： 沒有粘性的流體不可壓縮流體： 不考慮流體的壓縮性（即密度為常量）定常流動： 流體流動過程中任意點上的運動參數（速度、壓力等）不隨時間變

6、化的流動狀態 編輯ppt一、流體運動的基本概念過流斷面： 與流動方向相垂直的液體橫截面積（有平面也有曲面）流量：（不可壓縮流體用體積流量） 單位時間內流過過流截面的液體體積，用q 表示平均流速： 一種假想流速，等于流量除以過流截面面積編輯ppt一、流體運動的基本概念均勻流：流線為直線且相互平行非均勻流 緩變流：流線之間的夾角較小、流線雖然變曲但曲率較小而接近直線的流動 急變流：流線之間的夾角較大、流線彎曲的曲率較大的流動編輯ppt二、流量連續性方程（質量守恒）液壓流體力學：不可壓縮定常流動的流量連續性方程液壓應用：分支流、合并流常量=2211qAvAv常量=222111AvAv編輯ppt三、伯

7、努利方程（能量守恒） 重力場中理想流體不可壓縮定常流動的某一條流線上（單位質量）的伯努利方程上式中： 單位質量液體的位能； 單位質量液體的壓力能； 單位質量液體的動能。2( )2pugzcp22ugz編輯ppt三、伯努利方程 重力場中粘性不可壓縮定常流流線上伯努利方程 或 211221222pupugzgz211221222fpupugzgzgh編輯ppt伯努利方程 重力場中粘性不可壓縮定常流總流的伯努利方程211 12221222fpvpvgzgzgh編輯ppt三、伯努利方程伯努利方程 位置水頭（位能） 壓力水頭（壓力能） 流速水頭（動能） 水頭損失211 12221222fpvpvzzhg

8、gggzpg22ugfh編輯ppt 液壓領域應用特點： (1)液壓油是粘性流體 (2)流體不可壓縮（油的體積彈性模量約為 (1.22）103 MPa） (3) 定常流動 （4）選取緩變流動的截面作研究對象 三、伯努利方程編輯ppt伯努利方程應用舉例伯努利方程應用舉例n如圖示簡易熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬如圖示簡易熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬頭。已知頭。已知 A1=A2/4和和A1、h值，問冷水管內流量達到值，問冷水管內流量達到多少時才能抽吸熱水？多少時才能抽吸熱水？解：沿冷水流動方向列解：沿冷水流動方向列A1、A2截面截面的伯努利方程的伯努利方程 p1/g + v12/2g

9、= p2/g + v22/2g補充輔助方程補充輔助方程 p1 = pagh p2=pa v1A1=v2A2代入得代入得 h+v12/2g = (v1/4)2/2g v1 = (32gh/15)1/2 q = v1A1= (32gh/15)1/2 A1編輯ppt四、動量方程n從剛體動力學中引用n流體所受外力由動量（定理）方程求得：作用于控制體積內的液體的外力等于該控制體積內液體的動量變化率。編輯ppt0() () ()()()()()() ()()() ()()0 :()()lim()()()tsystcvttsysttcviottsystsysttcvtcvoisystcvoimumumumumumumumumuFttmumumumutttd mumuFtdtd mumumudtdtdtF 由 此 得 :()()()()oioimmd mqdtdtdt編輯ppt四、動量方程 應用條件:不可壓縮定常流動 應用目的：應用動量（定理）方程求流體對固體的作用力 液壓領域的典型應用：求閥芯的穩態