1、第二章 液壓與氣壓傳動流體力學基礎21 液體靜力學一、 液體的壓力 作用在液體上的力：質量力、表面力。 質量力：與液體質量有關并且作用在質量中心上的力稱為質量力； 表面力：與液體表面面積有關并且作用在液體表面上的力稱為表面力； 應力：法向應力、切向應力。 在液壓技術工程上，單位面積上所受的內法向力簡稱為壓力。二、 靜止液體中的壓力分布 在重力作用下的靜止液體，其壓力分布特點：靜止液體內任一點處的壓力都由兩部分組成：液面上的壓力p；該點以上液體自重所形成的壓力。靜止液體內的壓力p隨液體深度h呈直線規(guī)律分布。距液面深度h相同的各點組成了等壓面，這個等壓面為一水平面三、壓力的表示方法和單位1、壓力的

2、表示 有兩種表示方法：絕對壓力、相對壓力。絕對壓力：以絕對真空為基準 相對壓力：以大氣壓為基準 真 空 度：比大氣壓小的那部分數(shù)值 絕對壓力大氣壓力 + 表壓力 表 壓 力絕對壓力 - 大氣壓力 真 空 度大氣壓力 - 絕對壓力2、壓力的單位： 單位面積液體上，作用的垂直負載四、靜止液體中的壓力傳遞 帕斯卡(Pascal)定理： 在密閉容器內，施加于靜止液體上的壓力將以相等的數(shù)值，傳到液體的各點。缸筒中的壓力是由外界負載決定的，這是液壓傳動中的一個基本概念。一處泄漏，系統(tǒng)失壓五、液體靜壓力作用在固體壁面上的力 22 液體動力學一、基本概念 1、理想液體、定常流動和一維流動 2、流線、流管和流束

3、 流線：流線是流場中一條一條的曲線，它表示同一瞬時流場中各質點的運動狀態(tài) 流管：在流場中給出一條不屬于流線的任意封閉曲線，沿該封閉曲線上的每一點作流線，由這些流線組成的表面 流束：流管內的流線群3、通流截面、流量和平均流速通流截面（過流斷面）：在流束中與所有流線正交的截面； 流量：在單位時間內流過某一通流截面的液體體積，以q來表示，單位為M3/S 或L/min；二、液體的流動狀態(tài)液體在管道中流動時有兩種流動狀態(tài)：層流和紊流（湍流）。三、流體連續(xù)性方程不可壓縮液體的流動過程也遵守質量守恒定律。 v1A1=v2A2 由于通流截面是任意取的，則有： q =v1A1=v2A2=vnAn=常數(shù)四、伯努利

4、方程 物理意義：理想液體作恒定流動時具有壓力能、位能和動能三種能量形式，在任一截面上三種能量形式之間可以相互轉換，但三者之和為一定值，即能量守恒。 五、流體動量方程23 液體流動時的壓力損失一、液體的流動狀態(tài)液體在管道中流動時有兩種流動狀態(tài)：層流和紊流（湍流）。二、沿程壓力損失在管道內液體的層流壓力損失分析： 1）取微圓柱體 2）液體壓力與液體摩擦力受力平衡 3) 求得速度表達式 4）求得流量表達式三、局部壓力損失依靠實驗來確定。局部壓力損失p的計算公式有如下形式： 四、管路系統(tǒng)總壓力損失 整個管路系統(tǒng)的總壓力損失應為所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和24 液流流經孔口和縫隙的流量 孔口根

5、據它們的長徑比可分為三種：當孔口的長徑比l/d0.5時，稱為薄壁孔；當孔口的長徑比0.5l/d4時，稱為短孔；當孔口的長徑比l/d4時，稱為細長孔。二、縫隙流量1、平行平板縫隙流量液體在平行平板縫隙中的流量為：2、圓環(huán)縫隙流量25 氣體靜力學 一、理想氣體狀態(tài)方程沒有粘性的假想氣體稱為理想氣體，理想氣體狀態(tài)方程如下二、熱力學第一定律 所謂熱力學第一定律就是能量守恒定律在熱力學中的表現(xiàn)形式。在氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時，熱能作為一種能量形式可以與其它形式的能量相互轉化。 熱力學第一定律指出：在任一過程中，系統(tǒng)所吸收的熱量，在數(shù)值上等于該過程中系統(tǒng)內能的增量與對外界作功的總和。三、靜止氣體狀態(tài)變化 1、

6、等容狀態(tài)過程2、等壓狀態(tài)過程3、等溫狀態(tài)過程4、絕熱狀態(tài)過程5、多變狀態(tài)過程2.6 氣體動力學 一、氣體流動的基本概念自由空氣是指處于自由狀態(tài)（1標準大氣壓）下的空氣二、氣體流動的基本方程根據質量守恒定律，氣體在管道內作恒定流動時，單位時間內流過管道任一通流截面的氣體質量都相等三、音速和氣體在管道中的流動特性1、音速 聲音是由于物體的振動引起周圍介質（如空氣、液體）的密度和壓力的微小變化而產生的。2、馬赫數(shù) 馬赫數(shù)：氣流速度 v與當?shù)芈曀?c之比稱為馬赫數(shù)，用符號 M表示3、氣體在變截面管道中的亞音速和超音速流動四、氣體管道的阻力計算 空氣管道中由于流速不大，流動過程中來得及與外界進行熱交換，因此溫度比較均勻，一般作為等溫過程處理。五、氣體的通流能力1、有效截面積 氣體流經節(jié)流口A0時，氣體流束收縮至最小斷面處的流束面積S叫做有效截面積。有效截面積S與流道面積A0之比稱為收縮系數(shù)2、流量六、充放氣參數(shù)的計算27 空穴現(xiàn)象和液壓沖擊 一、空穴現(xiàn)象在流動的液體中，如果某處的壓力低于空氣分離壓時