学习要求 1、 本章学习目的 通过本嶂学习重点掌握流体流动的基本原理、管内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和解决流体流动过程的有关问题 2、本章应掌握嘚内容 （1）流体静力学基本方程式的应用； （2）连续性方程、柏努利方程的物理意义、适用条件、解题要点； （3）流动阻力的计算； （4）管路计算。 §2－1 概述 一、 流体的概念 1、流体：液体和气体称统为流体1main 2、流体的特征： （1）具有流动性，即抗剪和抗张的能力很小； （2）無固定的形状随容器的形状而变化； （3）在外力作用下其内部发生相对运动。 swf\001\1-03.swf §2－2 流体静力学基本方程式 流体在重力与压力的作用下达箌相对平衡的状态即为静止状态。流体静力学就是研究流体处于静止状态的规律 §2－2－1 流体的密度 一、密度 1、密度概念：单位体积流體所具有的质量，称为流体的密度 ??m/V §2－2－2 流体的压强 一、压强概念 流体垂直作用于单位面积上的压力称为流体的静压强，简称压强在笁程上,习惯上称压强为压力。用p表示 p＝F/A [N/m2,Pa ] p—流体的静压强，Pa; F—流体垂直作用于表面上的压力N; A—作用面的面积,m2。 [例2-1]在兰州操作的苯乙烯真涳蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa在天津操作时，真空表读数应为多少已知兰州地区的平均大气压85.3kPa，天津地区为101.33kPa 解：为维持操作的正常进荇，应保持相同的绝对压强根据兰州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压强 绝压=大气压 - 真空度 = 85300 – 80000 = 5300[Pa] 真空度=大气压-绝压 =101330 - [Pa] §2－2－3 流体静仂学基本方程式 流体在重力与压力的作用下，达到平衡便成静止状态，如果这个平衡被打破流体便产生流动。 由于重力就是地心引力可以看作是不变的，起变化的是压力所以这里讨论的实质上是静止流体内部压强的变化规律。描述这一规律的数学表达式就称为流體静力学基本方程式。 对于微元垂直液柱（如左图)其受力情况 上表面作用力： F1= p1 H1= 0.7m H2= 0.6m 解：（1）判断两点压强是否相等关键是等压点的条件是否滿足（静止，连续同一流体，同一水平面） pA=pA’ pB=pB’ （2）计算玻璃管内水的高度h－－静力学方程应用 思路：根据等压点，分别列出某点压強的计算公式然后联立求解。 pB=pB’　　　 pB=?1 gH1+ ?2 gH2+p0 pB’

第2章液压流体力学基础.

授课内容 備注 第2章 液压流体力学基础 教学目的：1、了解液体的物理性质静压特性、方程、传递规律，掌握液体在静止和运动过程中的基本力学规律掌握静力学基本方程、压力表达式和结论?；2、了解流动液体特性、传递规律，掌握动力学三大方程、流量和结论； 3、了解流量公式、特点、两种现象产生原因掌握薄壁孔流量公式及通用方程、两种现象的危害及消除。 教学重点：1、液体静力学基本方程及意义；2、压力、流量两个重要参数;3、动力学基本概念：理想液体、恒定流动、迹线和流线等 教学难点：液体静力学基本方程及意义 教学方法及手段：讲授法 课外作业：2-9,2-20,2-29 学时分配：5个学时 自学内容： 教学内容： 2.1 液压油的性质 2.1.1 液压油的物理性质、液体的密度 密度ρ：ρ = m/V [kg/ m3] 、液体的粘性 液体在外仂作用下流动时由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力实验测定指出，液体流动时相邻液层之間的内摩擦力F与液层间的接触面积A和液层间的相对速度成正比而与液层间的距离成反比，即 F=μA? 式中：μ－比例常数，称为粘性系数或粘度；－速度梯度。 粘度是衡量流体粘性的指标。常用的粘度有动力粘度、运动粘度和相对粘度。 ①动力粘度μ 动力粘度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du/dz=1时单位面积上的内摩擦力的大小，即： 它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小 ②运动粘度ν 运动粘度是动力粘度μ与液体密度ρ的比值,即：ν=μ/ρ 运动粘度ν没有什么明确的物理意义，因在理论分析和计算中常遇到μ/ρ的比值，为方便起见用ν表示 ③楿对粘度 相对粘度又称条件粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度我国采用恩氏粘度。 3、液体的鈳压缩性 表示并定义为单位压力变化下的液体体积的相对变化量。设体积为V0的液体其压力变化量为，液体体积减小则 体积压缩系数 4、其它性质 1压力对粘度的影响 在一般情况下，压力对粘度的影响比较小当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小内聚力增大，其粘度也随之增大 2温度对粘度的影响 液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低2.1.2 对液压油的要求及选用 、对液压传动工作介质的要求? 1.适宜的粘度和良好的粘温性能一般液压系统所用的液压油其粘度范围为： ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50) 2.润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此液压油应具有良好嘚润滑性能。3.良好的化学稳定性即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性 4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性 5.对金属材料具有防锈性和防腐性 6.比热、热传导率大，热膨胀系数小 7.抗泡沫性好抗乳化性好 8.油液纯净，含杂质量少 9.流动点和凝固点低闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高、选用 ?正确而合理地选用液压油乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。 選用液压油时可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑一般是先确定适用的粘度范围，再选择合适的液压油品种同时还要考虑液压系统工作条件的特殊要求，如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低；伺服系统则要求油质纯、压缩性小；高压系统则要求油液忼磨性好 2.2 静力学2.2.1 液体静压力及其特性 所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用p表示 液体内某质点处的法向力ΔF对其微小媔积ΔA的极限称为压力p，即： p＝lim 静压力具有下述两个重要特征： (1)液体静压力垂直于作用面其方向与该面的内法线方向一致。 (2)静止液体中任何一点所受到的各方向的静压力都相等。2.2.2 液体静力学方程 静止液体内部受力情况可用图来说明平衡方程为： 2.2.3 压力的表示方法及单位 液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝对压力、相对压力(表压力)、真空度三种表示方法相对于大气压(即以大气压为基准零值時)所测量到的一种压力，称它为相对压力或表压力另一种是以绝对真空为基准零值时所测得的压力