知識回顧液體的靜壓力及其特性：靜力學基本方程：壓力的表示方法：帕斯卡原理：連續性方程：伯努利方程機械工程系液壓與氣動技術任務四液體流經小孔的流量及流動時的損失1.了解液體流經小孔的流量2.了解液體流動時的損失及產生原因3.知道如何減少損失4.知道液壓沖擊及空穴現象本次課教學內容：1.小孔流量2.液體流動時的損失（壓力損失、流量損失）本次課教學目標3.分析影響損失的因素4.液壓沖擊及空穴現象機械工程系液壓與氣動技術液體流經孔口及縫隙流量—壓力特性

概述小孔和縫隙流量在液壓技術中占有很重要的地位，它涉及液壓元件的密封性，系統的容積效率，更為重要的是它是設計計算的基礎，因此：

小孔雖小（直徑一般在1mm以內），縫隙雖窄（寬度一般在0.1mm以下），但其作用卻不可等閑視之。機械工程系液壓與氣動技術一、小孔流量——壓力特性薄壁小孔流量壓力特性短孔和細長孔的流量壓力特性流量通用方程

機械工程系液壓與氣動技術小孔流量——壓力特性孔口分類

薄壁小孔:l/d≤0·5

細長小孔:l/d>4

短孔:0.5<l/d≤4

機械工程系液壓與氣動技術薄壁小孔流量壓力特性

Q=CqAT√2△p/ρ

式中Cq為流量系數.當D/d＞7時,Cq

=

0.60∽0.65;當D/d＜7時，Cq

=

0.7∽0.8；AT為過流小孔斷面積；△p為小孔前后壓力差。機械工程系液壓與氣動技術薄壁小孔流量壓力特性∵薄壁小孔孔短阻力很小，Q∝

√△p，與μ無關。∴流過薄壁小孔的流量不受油溫變化的影響，流量穩定。機械工程系液壓與氣動技術短孔流量壓力特性液體流經短孔的流量可用薄壁小孔的公式，但流量系數Cq不同，一般取Cq=0.82。短孔比薄壁小孔制造簡單，適合作固定節流元件。機械工程系液壓與氣動技術細長小孔流量壓力特性流經細長小孔的液流，由于粘性流動不暢，一般都是層流狀態。細長小孔流量公式：Q=πd4△p/128μL

結論：∵Q∝△p反比于μ∴流量受油溫變化影響較大(T↑→μ↓→q↑)機械工程系液壓與氣動技術三種小孔流量壓力特性通用表達式小孔流量通用表達式：Q=KAT△pm

式中：K為孔形、尺寸、液體性質決定的系數，對于細長小孔K=d2√32μL；對于薄壁小孔孔K=Cq√2/ρm為小孔的長徑比決定的指數，薄壁小孔m=0.5，短孔m=0.5∽1，細長小孔m=1通用式常作為分析小孔流量壓力特性之用機械工程系液壓與氣動技術二、液體流動時的損失1.壓力損失2.流量損失機械工程系液壓與氣動技術

壓力損失1.沿程壓力損失2.局部壓力損失3.流經閥的損失機械工程系液壓與氣動技術沿程壓力損失定義：液體沿等徑直管流動時，由于液體的粘性摩擦和質點的相互擾動作用，而產生的壓力損失。產生的原因：實際液體具有粘性，流動中必有阻力，為克服阻力，須消耗能量，造成能量損失(即壓力損失），機械工程系液壓與氣動技術沿程壓力損失計算：沿程壓力損失計算：△pλ=λLρυ2/2d

式中:△pλ為沿程壓力損失，單位為Pa；L為管路長度，單位為m；υ液流速度，單位為m/s；d管路內徑，單位為m；ρ為液體密度，單位為kg/m3；λ為沿程阻力系數，其理論值為64/Re,光滑金屬管為75/Re，橡膠管為80/Re。機械工程系液壓與氣動技術局部壓力損失定義:液體流經管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥口濾網等局部裝置時，液流會產生旋渦，并發生強烈的紊動現象，由此而產生的損失稱為局部損失。機械工程系液壓與氣動技術局部壓力損失產生原因產生原因：碰撞、旋渦（突變管、彎管)產生附加摩擦附加摩擦—只有紊流時才有，是由于分子作橫向運動時產生的摩擦，即速度分布規律改變，造成液體的附加摩擦。機械工程系液壓與氣動技術局部壓力損失公式局部壓力損失:△pζ=ζρυ2/2

式中：△pζ為局部壓力損失，單位為Pa；ζ為局部阻力系數，一般通過實驗得出；υ為液體的平均速度，單位m/s。流經閥的損失:△p=△pn（Q實/Qn）2機械工程系液壓與氣動技術標準閥類元件局部壓力損失標準閥出廠時一般會標明額定流量時閥的壓力損失△pn；如果實際流量Q小額定流量qn時，其壓力損失△pv計算式為：

△pv=△pn(Q/Qn)2機械工程系液壓與氣動技術管路系統的總壓力損失總壓力損失：∑△p=∑△pλ+∑△pv

=∑λLρυ2/2d+∑ζρυ2

/2△p→熱能→T↑→△Q↑→η↓↓

↓

散逸污染機械工程系液壓與氣動技術減小壓力損失△p的措施（1）盡量↓管路長度，↓管道彎曲；（2）↑加工質量，力求光滑，液體粘度ν合適（3）↑通流面積A，↓液流速度υ過高△p↑∵△p∝υ2

其中v的影響最大∴一般有推薦流速可供參考，見有關手冊。一般在液壓傳動中，可將壓力損失寫成如下形式：∑△p=p1-p2機械工程系液壓與氣動技術三、液壓沖擊和空穴現象液壓沖擊（水錘、水擊）

氣穴（空穴）現象

機械工程系液壓與氣動技術液壓沖擊（水錘、水擊）液壓沖擊：液壓系統中，由于某種原因（如速度急劇變化），引起壓力突然急劇上升，形成很高壓力峰值的現象。如：急速關閉自來水管可能使水管發生振動，同時發出噪聲。機械工程系液壓與氣動技術液壓沖擊產生的原因1）迅速使油液換向或突然關閉油路，使液體受阻，動能轉換為壓力能，使壓力升高。

2）運動部件突然制動或換向，使壓力升高。機械工程系液壓與氣動技術液壓沖擊引起的危害因為，液壓沖擊峰值壓力遠遠大于工作壓力，所以，①引起振動、噪聲、導致某些元件如密封裝置、管路等損壞；②使某些元件（如壓力繼器、順序閥等）產生誤動作，影響系統正常工作。

機械工程系液壓與氣動技術減小液壓沖擊的一般措施1.延長閥門關閉和運動部件制動換向的時間。

2.限制管道流速及運動部件速度υ管<5m/s，

υ缸<10m/min。

3.加大管道直徑，盡量縮短管路長度。

4.在閥門前裝蓄能器、采用軟管，以增加系統的彈性。機械工程系液壓與氣動技術氣穴（空穴）現象氣穴現象：液壓系統中，由于某種原（如速度突變），使壓力降低而使氣泡產生的現象機械工程系液壓與氣動技術氣穴現象產生原因壓力油流過節流口、閥口或管道狹縫時，速度升高，壓力降低；液壓泵吸油管道較小，吸油高度過大，阻力增大，壓力降低；液壓泵轉速過高，吸油不充分，壓力降低。機械工程系液壓與氣動技術氣穴現象引起的危害1.液流不連續，流量、壓力脈動2.系統發生強烈的振動和噪聲3,發生氣蝕機械工程系液壓與氣動技術減小氣、空穴的措施1.減小小孔和縫隙前后壓力降，希望p1/p2<3.5。2.增大直徑、降低高度、限制流速。3.管路要有良好密封性防止空氣進