1-2 氣壓傳動介質與液體靜力學

1、氣壓傳動介質空氣的組成空氣的性質空氣的質量等級1基準狀態(tài)溫度：0壓力：0.1013MPa2空氣的組成氮氣（體積78%，質量75.5%）氧氣（體積21%，質量23.1%）其他氣體水蒸氣3飽和濕空氣的概念干空氣：不含水蒸氣的空氣。濕空氣：含有水蒸氣的空氣。在一定的壓力和溫度下，空氣中所含水蒸氣達到最大可含量時，這種空氣稱為飽和濕空氣。4空氣的密度與溫度、壓力有關。干空氣的密度計算：g 在熱力學溫度為T和絕對壓力為 p 狀態(tài)下的干空氣密度，kg/m30 基準狀態(tài)下干空氣的密度，1.293kg/m3。 T 熱力學溫度，K （T=273.16+t）。t為攝氏溫度，。 p 絕對壓力，MPa。p0 基準狀態(tài)

2、下干空氣的壓力，0.1013MPa。5濕空氣的密度計算s 在熱力學溫度為T和絕對壓力為 p 狀態(tài)下的濕空氣密度，kg/m30 基準狀態(tài)下干空氣的密度，1.293kg/m3。 T 熱力學溫度，K （T=273.16+t）。t為攝氏溫度，。 p 濕空氣的絕對全壓力，MPa。p0 基準狀態(tài)下干空氣的壓力，0.1013MPa。 pb 在熱力學溫度為T時，飽和空氣中水蒸氣的分壓力，MPa。 空氣的相對濕度。6空氣的粘性空氣的運動粘度隨溫度升高而增大。空氣的粘度受壓力的影響很小。7空氣的壓縮性和膨脹性壓縮性：空氣隨壓力的增大，體積減小。膨脹性：空氣隨溫度的增大，體積增大?？諝怏w積的變化規(guī)律遵循氣態(tài)狀態(tài)方程

3、。8濕空氣的幾個物理量絕對濕度、飽和絕對濕度、相對濕度、含濕量、露點溫度、析水量9絕對濕度定義：每立方米的濕空氣中所含水蒸氣的質量稱為濕空氣的絕對濕度。 ms：水蒸氣的質量，kg V：濕空氣的體積，m3 單位：kg/m310s 水蒸氣密度，kg/m3 ps 水蒸氣的分壓力，Pa。Rs 水蒸氣的氣體常數(shù)，462.05J/(kgK)。 T 熱力學溫度，K 。11飽和絕對濕度定義：在一定溫度下，每立方米飽和濕空氣中所含水蒸氣的質量。b 飽和濕空氣中水蒸氣密度，kg/m3 pb 飽和濕空氣中水蒸氣的分壓力，Pa。12相對濕度定義：在同一溫度和壓力下，濕空氣的絕對濕度和飽和絕對濕度之比。當=0時，空氣絕

4、對干燥；當=1時，空氣達到飽和濕度。13含濕量質量含濕量：在含有1千克質量干空氣的濕空氣中所混合的水蒸氣的質量。ms 水蒸氣的質量，gmg 干空氣的質量，kg。 p 濕空氣的全壓力，MPa。pb 飽和水蒸氣的分壓力，MPa。 空氣的相對濕度。14容積含濕量：在含有1m3體積干空氣的濕空氣中所混合的水蒸氣的質量。 d 質量含濕量，g/kgg 干空氣的密度，kg/m315露點溫度在保持壓力不變的條件下，降低未飽和濕空氣的溫度，使其達到飽和狀態(tài)時的溫度，稱為露點溫度。16析水量定義：每小時從壓縮空氣中析出水的質量。qz：從外界吸入空壓機的空氣流量，m3/min：壓縮前空氣的相對濕度T1、p1：壓縮前

5、空氣的溫度和絕對全壓力T2、p2：壓縮前空氣的溫度和絕對全壓力Pb1、 ：溫度為T1時，飽和空氣的絕對分壓力和飽和容積含濕量。Pb2、 ：溫度為T2時，飽和空氣的絕對分壓力和飽和容積含濕量。17例將20的空氣壓縮至0.8MPa（絕對壓力），壓縮后的空氣溫度為50，已知壓縮空氣機吸入空氣流量為6m3/min，空氣的相對濕度為85%，試求每小時的析水量。18第二節(jié) 流體靜力學靜壓力及其特性靜壓力基本方程帕斯卡原理靜壓力對固體壁面的作用力191、靜壓力 靜壓力是指液體處于靜止狀態(tài)時，其單位面積上所受的法向作用力。靜壓力在液壓傳動中簡稱為壓力，而在物理學中則稱為壓強。一、靜壓力及其特性法向力均勻作用在

6、面積上時20 1）液體靜壓力的方向總是沿著作用面的法線方向。 這一特性可直接用液體的性質來說明。液體只能保持一定的體積，不能保持固定的方向，不能承受拉力和剪切力。所以只能承受法向壓力。 2、靜壓力特性 2）靜止液體內任何一點所受到液體靜壓力在各個方向都相等。 如果液體中某一點所受到的各個方向的壓力不相等，那么在不平衡力作用下，液體就要流動，這樣就破壞了液體靜止的條件。21二、靜壓力基本方程 1、靜壓力基本方程 點A的壓力 小液柱的底面積 液面上的壓力 小液柱的高度 密度 小液柱的重量22 1）靜止液體中任意點的靜壓力是液體表面上的壓力和液柱重力所產生的壓力之和。當液面接觸大氣時，p0為大氣壓力

7、pa，故有 p=pa+gh 。 2）同一容器同一液體中的靜壓力隨深度的增加線性地增加。 3）連通器內，同一液體中深度相同的各點壓力都相等。232、靜壓力基本方程式的物理意義液面壓力：液面與基準水平面的距離：液體內點A與基準面間的距離： 單位質量液體的位能 單位質量液體的壓力能24 如果在與A點等高的容器上，接一根上端封閉并抽去空氣的玻璃管，在靜壓力作用下，液體將沿玻璃管上升hp： 靜壓力基本方程式說明：靜止液體中單位質量液體的壓力能和位能可以相互轉換，但各點的總能量保持不變，即能量守恒。 這說明了A處液體質點由于受到靜壓力作用而具有勢能，單位質量液體具有的勢能為hpg。能量守恒253、壓力的表

8、示方法及單位真空度：液體中某點處的絕對壓力比大氣壓小的那部分數(shù)值。絕對壓力大氣壓力相對壓力（表壓力）真空度大氣壓力絕對壓力壓力絕對壓力：以絕對真空為基準所表示的壓力相對壓力：以大氣壓為基準所表示的壓力26絕對壓力、相對壓力與真空度的相互關系27 我國法定的壓力單位（也是國際單位）為牛頓/米2(N/m2)，稱為帕斯卡，簡稱帕(Pa)。在液壓技術中，目前還采用的壓力單位有巴(bar)和工程大氣壓（at）、千克力每平方米(kgf/m2 )等。壓力的單位28壓力單位換算29例題如圖所示，容器內充滿油液，活塞上作用力F=1000，活塞的面積A=10-3m2，問活塞下方深度h=0.5m處的壓力等于多少？油

9、液的密度900kgm3。30 由靜壓力基本方程式 p=p0+h 可知，液體中任何一點的壓力都包含有液面壓力p0，或者說液體表面的壓力p0等值地傳遞到液體內所有的地方。這稱為帕斯卡原理或靜壓傳遞原理。三、帕斯卡原理31帕斯卡原理應用實例 圖中是運用帕斯卡原理尋找推力和負載間關系的實例。圖中垂直、水平液壓缸截面積為A1、A2；活塞上負載為F1、F2。兩缸互相連通，構成一個密閉容器，則按帕斯卡原理，缸內壓力到處相等，p1=p2，于是F2F1 . A2/A1，如果垂直液缸活塞上沒負載，則在略去活塞重量及其它阻力時，不論怎樣推動水平液壓缸活塞，不能在液體中形成壓力。32四、靜壓力對固體壁面的作用力1、壓

10、力作用在平面上的作用力 當承受壓力作用的面是平面時，作用在該面上的壓力的方向是互相平行的。作用力F等于油液壓力p與承壓面積A的乘積。即 F=p.A 。圖中所示的液壓缸，油液壓力作用在活塞上的作用力為： F=p.A=p.D2/4式中 p油液的壓力； D活塞的直徑。332、油液壓力作用在曲面上的作用力 當承受壓力作用的表面是曲面時，作用在曲面上的所有壓力的方向均垂直于曲面（如圖所示），圖中將曲面分成若干微小面積dA，將作用力dF分解為x、y兩個方向上的分力，即 Fxp.dAsin=p.Ax FY= p.dAcos=p.Ay 式中，Ax、Ay分別是曲面在x和y垂直方向上的投影面積。所以作用力 F=(Fx2+Fy2)1/234例題將20的空氣壓縮至