節流孔口的流量

—壓力特性

事物總是一分為二的。一方面我們希望減少壓力損失，提高功率使用率，但是，另一方面，根據流動液體的流量—壓力特性關系，可以用壓力差來控制流量，或用流量來控制壓力，即實現流量或壓力控制。有一點應該指出，用于控制的是很小的能量信號，損失是可以接受的。在液流通道上，通流截面有突然收縮處的流動，稱為節流，它產生很大的局部壓力損失。顯然，能引起節流的裝置稱為節流裝置。節流的概念節流的作用一般常用有意設置的節流口來控制流量或壓力。節流的實質形成液阻節流孔口形式細長小孔、短孔、薄壁小孔、閥口沿程壓力損失

局部壓力損失2/5/20231武漢理工大學機電學院⒈細長小孔（L/d＞4）

用作阻尼孔；孔中是層流流動。給出了流量與通流面積、壓力損失之間的線性關系應用：①壓差原理當q=0時，∵Δp=0，∴p1=p2；當q≠0時，∵Δp≠0，∴p1＞p2；

p1p2例如：緩沖②阻尼特性——吸收能量2/5/20232武漢理工大學機電學院⒉薄壁小孔(L/d＜0.5)由于流線不能轉折，液體在上游1/2d處開始突然收縮，沖向小孔d，并在下游1/2d處形成收縮瓶頸，然后突然擴大。紊流流動

壓力能在突然收縮處轉換為動能，因為效率不可能為1，產生局部損失。突然擴大后，動能不可能完全轉換為壓力能。取1—1、2—2兩個截面，根據伯努利方程，有流量公式收縮系數流速系數流量系數2/5/20233武漢理工大學機電學院⒊流量—壓力特性公式的討論

孔口通用的流量—壓力特性公式應用例：對于滑閥閥口此式特別重要！它是理解液壓控制閥等元件、節流調速原理和液壓伺服系統工作原理的理論基礎。

2/5/20234武漢理工大學機電學院四流量損失——縫隙泄漏量泄漏的概念內泄與外泄產生泄漏的原因泄漏量計算通用公式壓差流動、剪切流動泄漏系數2/5/20235武漢理工大學機電學院四

流量損失——縫隙泄漏量平行平板間隙間隙流動——各種縫隙泄漏量公式推導的基礎⑴間隙流動為層流，切應力沿x軸為線性分布⑵層流時，壓差是x的線性函數討論b=1的情況切應力沿y軸的分布壓力沿x軸的分布規律與y無關兩次積分得速度分布規律根據邊界條件結論不考慮剪切流動，引入泄漏系數2/5/20236武漢理工大學機電學院同心環形間隙當縫隙h較小時，可將環形縫隙沿圓周方向展開，把它近似地看作是平行平板縫隙的流動，這樣只要將b=πd代入就可得同心環形縫隙的流量公式四

流量損失——縫隙泄漏量不考慮剪切泄露2/5/20237武漢理工大學機電學院偏心環形間隙四

流量損失——縫隙泄漏量式中ho為內外圓同心時半徑方向的縫隙值

ε為相對偏心率，ε＝e/ho當偏心量e=ho，即ε＝1

時（最大偏心狀態），其通過的流量是同心環形間隙流量的2.5倍。因此在液壓元件中應盡量使配合零件同心。2/5/20238武漢理工大學機電學院柱塞受F=100N的固定力作用而下落，缸中油液經縫隙泄出。設縫隙厚度δ=0.05㎜，縫隙長度L=70㎜，柱塞直徑d=20㎜，油的動力粘度μ=50×10-3Pa·s。試計算當柱塞和缸孔同心時，下落0.1m所需時間是多少?例解:根據柱塞運動狀態有其中柱塞下降0.1m排出的體積柱塞下降的運動速度有:2/5/20239武漢理工大學機電學院2.5

液壓沖擊在液壓系統工作過程中，由于運動部件急速換向或關閉油路，因液流和運動部件的慣性作用，使系統內產生很高的瞬時壓力峰值。振動沖擊的實質：系統中能量反復相互轉換的結果。可壓縮性液體中的振動。由于存在能量交換，動能→壓力能→彈性能，因而產生振動。液壓沖擊是液體中能量瞬時轉換而產生的。液壓沖擊的危害⑴引起振動、產生噪聲；⑵引起系統誤動作；⑶損壞密封裝置、管道和液壓元件。減小液壓沖擊的措施⑴緩慢關閉閥門；⑵在沖擊源前設置蓄能器，減小沖擊波傳遞距離；⑶在沖擊源附近設置安全閥；⑷限制管中流速。2/5/202310武漢理工大學機電學院2.6

空穴和氣蝕現象1.幾個術語空氣在液體中以兩種方式存在：混入、溶入。⑴含氣量：液體中所含空氣的體積百分比；⑵空氣分離壓：當壓力降低到某一壓力時，過飽和的空氣從液體中析出而形成氣泡，此壓力稱為空氣分離壓。⑶飽和蒸氣壓：在一定溫度下，壓力降低到某一值時，液體發生汽化，這個壓力稱為飽和蒸氣壓。2.空穴流動液體中，由于流速變化引起壓力降低而產生氣泡的現象。輕微空穴——析出混入型空氣；嚴重空穴——析出溶入型空氣；強烈空穴——油液汽化。2/5/202311武漢理工大學機電學院2.6

空穴和氣蝕現象3.空穴程度的度量——空穴系數4.氣蝕現象5.解決措施⑴減小閥口上的壓力降，前后壓力比＜3.5；⑵限制管中流速，減小壓力損失；⑶提高液壓元件和管道的密封性能；⑷提高元件抗氣蝕的能力。氣泡從低壓區進入高壓區，瞬間潰滅，產生高溫、高壓——高溫腐蝕元件金屬表面，疲勞脫落；高壓產生液壓沖擊，引起振動、噪聲。臨界空穴系數（實驗值）σc=0.42/5/202312武漢理工大學機電學院第二章要點⒈液壓油的物理性質：粘性的概念與物理本質⒉絕對壓力、相對壓力、真空度⒊靜止液體基本方程和等壓面⒋動力學三個方程：方程物理意義及實際應用！①流速與通流面積的關系——連續性方程；②位能、壓力能、動能間的關系——能量方程；③動量方程，阻尼長度，穩態、瞬態液動力方向；向量方程；∑F的含義，力和速度的方向2/5/202313武漢理工大學機電學院第二章要點⒌雷諾數、流態及其物理本質、壓力損失及其計算⒍壓力損失的利用——節流及其應用

節流——通流截面有突然收縮處的流動

孔口形式，節流的作用——控制壓力或流量

流壓特性公式——如何控制壓力？流量？