液壓液力知識第三部分

第二章液壓流體力學基礎(chǔ)2/3/20231一、液體靜壓力及其特性§2-2液體靜力學基礎(chǔ)液體靜力學研究靜止液體的力學規(guī)律和這些規(guī)律的實際應(yīng)用。這里所說的靜力液體是指液體處于內(nèi)部質(zhì)點間無相對運動的狀態(tài)，因此液體不顯示粘性，液體內(nèi)部無剪切應(yīng)力，只有法向應(yīng)力即壓力。二、液體靜壓力基本方程及其物理意義三、壓力對固體壁面的總作用力2/3/20232

1、靜壓力：是指液體處于靜止狀態(tài)時，其單位面積上所收的法向作用力。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。可表示為：P=F/A一、液體靜壓力及其特性我國法定的壓力單位為牛頓/米2(N/m2)，稱為帕斯卡，簡稱帕(Pa)。目前還采用的壓力單位有巴(bar)和工程大氣壓、千克力每平方米(kgf/cm

)等。1Pa=1N/m21MPa=106Pa2/3/20233（1）液體靜壓力的方向總是沿著作用面的內(nèi)法線方向。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)靜止液體中任何一點所受到各個方向壓力都相等。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，因此在靜止液體中作用于任一點的各個方向壓力必然相等。2、靜壓力特性2/3/20234二．液體靜壓力基本方程液體靜力學基本方程式是用來計算液體內(nèi)部靜壓力大小的.如圖,取面積dA,高度h的液柱研究,設(shè)p0為施加于液體表面的壓力,所以有

即此式為液體靜力學基本方程式=p0+γh

2/3/20235設(shè),則液體靜壓力基本方程表明了重力作用下靜止液體中的壓力分布規(guī)律。它說明靜止液體的壓力具有以下特征：(1)靜止液體內(nèi)任一點處的壓力由兩部分組成：一是液面上的壓力p0，另一部分是自重產(chǎn)生的壓力。當液面上只受大氣壓力pa作用時,則液體內(nèi)任意一點處的靜壓力為(2)靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度呈線性分布。(3)壓力相等的所有點組成的面叫做等壓面。因此，在重力作用下靜止液體中的等壓面是2/3/20236等壓面的選取2/3/20237三.壓力的表示方法(1)絕對壓力:以絕對零壓為準,測得的壓力值稱為絕對壓力.(2)相對壓力:以當?shù)卮髿鈮簽榛鶞?測得的高于大氣壓的那部分壓力稱為相對壓力或表壓力.(3)真空度:液體中某點的絕對壓力小于大氣壓力的數(shù)值稱為該處的真空度,又稱負壓.2/3/20238絕對壓力、相對壓力與真空度的相互關(guān)系絕對壓力=相對壓力+大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對壓力=負的相對壓力2/3/20239壓力單位:SI制中用N/m2,即Pa表示.工程單位:kgf/cm2,即1kgf/cm2稱為一個大氣壓,而一個標準大氣壓相當于

1.033kgf/cm2.利用水柱、汞柱或巴（bar）表示液體壓力，其關(guān)系為：

一個大氣壓=1kgf/cm2=9.81×104N/m2=105Pa=1bar1米高水柱=9.81×103N/m2=0.1kgf/cm21毫米高汞柱=1.33×102N/m2=1.359×10-3kgf/cm22/3/202310由靜壓力基本方程式p=p0+γh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等值的傳遞到液體內(nèi)所有的地方。這稱為帕斯卡原理或靜壓傳遞原理。4、壓力傳遞通常在液壓系統(tǒng)的壓力管路和壓力容器中，由外力所產(chǎn)生的壓力p0要比液體自重所產(chǎn)生的壓力γh大許多倍。即對于液壓傳動來說，一般不考慮液體位置高度對于壓力的影響，可以認為靜止液體內(nèi)各處的壓力都是相等的。2/3/202311帕斯卡原理應(yīng)用實例圖中是運用帕斯卡原理尋找推力和負載間關(guān)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(gòu)成一個密閉容器，則按帕斯卡原理，缸內(nèi)壓力到處相等，p1=p2，于是F2＝F1.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。2/3/2023122、油液壓力作用在曲面上的總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Fx＝p.dAsin=p.AxFY=p.dAcos=p.Ay式中，Ax、Ay分別是曲面在x和y方向上的投影面積。所以總作用力

F=(Fx2+Fy2)1/2結(jié)束2/3/202313結(jié)論：

曲面在某一方向所受的作用力，等于液體壓力與曲面在該方向垂直投影面積之乘積。例：液壓缸缸筒受力分析：

設(shè)缸筒半徑為r，長度為l，取一微小窄條面積為：dA=lrdθ，液體作用在dA上的力dFx為：dFx=dFCOSθ=pdACOSθ=plrCOSθdθ

,缸筒右半壁的水平作用力為：2/3/202314§3-2流體動力學研究液體運動時流速、壓力等的變化規(guī)律，主要討論：動力學三大方程

一、基本概念理想液體：既無粘性又不可壓縮的假想液體。實際液體：有粘性、可壓縮的液體。穩(wěn)定流動：液體在流動時，液體中任意一點處的壓力、速度和密度都不隨時間變化。非穩(wěn)定流動:壓力，流速隨時間而變化的流動2/3/2023152/3/202316

流線：某一時刻液流中一條條反映各質(zhì)點運動狀態(tài)的曲線，在曲線上各點處的瞬時速度方向與該點處的切線方向重合。流線是一條條光滑的曲線，既不能相交，也不能轉(zhuǎn)折。跡線：液流中某一質(zhì)點的運動軌跡?？赡芟嘟换蜣D(zhuǎn)折。流束：在液體中取不平行于流線的微小面積ΔA，過ΔA的流線集合稱為流束。流管：由無數(shù)流線組成的管狀封閉面叫做流管。穩(wěn)定流動時，流管形狀不隨時間而變化2/3/202317一、基本概念通流面：流束中與所有流線正交的截面。流量：單位時間內(nèi)流過某通流面的液體的體積。用Q表示。平均流速：由于通流面上各點速度不等，假設(shè)在通流面上存在一個平均流速。為

或2/3/202318漸變流動：流線間夾角及曲率很小時，過流面近似平面的流動。2/3/202319二、流態(tài)、雷諾數(shù)液體的流動有兩種狀態(tài)，即層流和紊流。兩種流態(tài)的物理現(xiàn)象可通過雷諾實驗觀察出來。雷諾實驗裝置如圖示：層流：液體各質(zhì)點沿平行軸方向運動，無橫向脈動。速度低，粘性力起主導作用。紊流：液體各質(zhì)點除沿平行軸方向運動外，有橫向脈動。速度高，慣性力起主導作用。2/3/202320二、流態(tài)、雷諾數(shù)雷諾數(shù)：液體流動狀態(tài)判別數(shù)，以Re表示。雷諾實驗證明，液體的流動狀態(tài)與管徑d、液體的平均流速v、運動粘度ν有關(guān)。即實際液體由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪骱陀晌闪鬓D(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)不同，后者的數(shù)值小，以由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r的雷諾數(shù)作為流態(tài)判據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)Rer。當Re＜Rer時為層流，反之為紊流。雷諾數(shù)的物理意義：指液流慣性力對粘性力的無因次比，雷諾數(shù)大，說明慣性力大，以慣性力為主，處于紊流狀態(tài)；雷諾數(shù)小，說明粘性力大，以粘性力為主，處于層流狀態(tài)。2/3/202321三、連續(xù)性方程1.連續(xù)性原理:理想液體在管道中恒定流動時根據(jù)質(zhì)量守恒定律，液體在管道內(nèi)既不能增多，也不能減少，因此在單位時間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒等于流出液體的質(zhì)量。如圖所示，管道的兩個通流面積分別為A1、A2，液體流速分別為v1、v2，液體的密度為ρ，則2連續(xù)性方程:ρ1v1A1=ρ2v2A2

若忽略液體可壓縮性

ρ1=ρ2

則v1A1=v2A2或Q=vA=常數(shù)

假設(shè)：流體為理想液體，不可壓縮且流體穩(wěn)定流動。2/3/202322三、連續(xù)性方程常數(shù)物理意義：在穩(wěn)定流動情況下，當不考慮液體可壓縮性時，流過管道各個截面的流量相等,因而流速和過流斷面面積成反比。連續(xù)性方程式的適用條件：必須是不可壓縮液體；必須是作穩(wěn)定流動；適合于任何液體，與粘度無關(guān)。2/3/202323四、伯努力方程1.理想液體的伯努利方程如圖示一段管道，距地面有一定高度，在管道斷面a處，面積為A1，流速為v1，壓力為p1，斷面中心到地面距離為h1；在管道斷面b處，面積為A2，流速為v2，壓力p2為，斷面中心到地面距離為h2。在斷面a處取重量mg的油研究，則這部分油液具有的能量如下：2/3/202324（1）位能，因距地面有一定高度，故有位能mgh1，因此單位重量的油的位能為mgh1/mg=h1。（2）動能，質(zhì)量為m的油的動能為mv12

/2，因此單位重量的油的動能為

mv12

/2mg=v12

/2g。（3）壓力能，流量為Q1的油在管道內(nèi)以v1的速度流動作功，液壓功率為p1Q1，功為p1Q1t，流量為Q1的油在t時間內(nèi)的重量為Q1tρg，因此單位重量的油的液壓能為

p1Q1t/（Q1tρg）=p1/(ρg)。

故在管道斷面a處，單位重量的油具有的總能量為：2/3/2023251.理想液體的伯努利方程當重量mg的油流到斷面b處，

此過程中若沒有能量損失，也沒有能量加入，則在斷面

b處單位重量的油具有的總能量為：

且與相等。即：2/3/202326理想液體的伯努利方程

伯努利方程的物理意義是：理想液體作穩(wěn)定流動時，①具有位能、壓力能和動能三種形式，②它們之間可以相互轉(zhuǎn)化，③但總和保持不變（即位能不變時，當流速增加，壓力就要降低，反之亦然）。

在密封管道內(nèi)作定常流動的理想液體在任意一個通流斷面上具有三種形式的能量，即壓力能、勢能和動能。三種能量的總和是一個恒定的常量，而且三種能量之間是可以相互轉(zhuǎn)換的，即在不同的通流斷面上，同一種能量的值會是不同的，但各斷面上的總能量值都是相同的。2/3/202327伯努利方程的適用條件為：

①穩(wěn)定流動的不可壓縮液體，即密度為常數(shù)。

②液體所受質(zhì)量力只有重力，忽略慣性力的影響。

③所選擇的兩個通流截面必須在同一個連續(xù)流動的流場中是漸變流（即流線近于平行線，有效截面近于平面）。而不考慮兩截面間的流動狀況。2/3/2023282.實際液體的伯努利方程在實際的液壓傳動裝置中，因油液有粘性摩擦力，管道、閥等有阻力，油液流動時會有能量損失。設(shè)油液由a流到b時，能量損失hw，hw=Δp/(ρg)。故實際液體的伯努利方程為：主要用于液壓系統(tǒng)壓力損失的計算伯努力方程應(yīng)用舉例2/3/2023292/3/202330例：液壓泵裝置如圖示，油箱表面和大氣相通。試分析吸油高度H對泵工作性能的影響。解：以油箱液面為基準面1-1，泵進口處管道截面為計算面2-2。建坐標系對此兩面列伯努力方程方程中p1=0,h1=0,v1≈0,h2=H,故2/3/202331式中ρgH

為液體提升高度H所需壓力，ρv22/2為液體產(chǎn)生速度v2所需壓力，hw

為液體在管道中的壓力損失。當泵安裝在液面之上時，H＞0，故p2＜0，即泵進口處的絕對壓力小于大氣壓力，形成真空，液壓油在大氣壓力作用下進入泵內(nèi)。當泵安裝在液面以下時，H＜0，當p2＞0時，即泵進口處的絕對壓力大于大氣壓力，液壓油自行灌入泵內(nèi)。分析：泵的吸油高度H越小，泵越容易吸油，油泵一般均安裝在油箱液面以上，一般H小于0.5米。2/3/202332應(yīng)用伯努利方程解決實際問題的一般方法歸納如下：1.選取適當?shù)幕鶞仕矫?；建坐標?.選取兩個計算截面；一個設(shè)在已知參數(shù)的斷面上，另一個設(shè)在所求參數(shù)的斷面上；3.按照液體流動方向列出伯努利方程；4.忽略次因素，簡化方程。5.若未知數(shù)的數(shù)量多于方程數(shù)，則必須列出其他輔助方程，聯(lián)立求解。2/3/202333五、動量方程研究液體運動時動量的變化與作用在液體上外力之間的關(guān)系。動量定律:在單位時間內(nèi)，液體沿某方向動量的增量，等于該液體在同一方向所受外力的和。即∑Fi=Δ(mvi)/Δt.如圖示液體A1-A2在管道內(nèi)做穩(wěn)定流動，各通流面參數(shù)如圖。2/3/202334液體從A1-A2位置流到A1′-A2′位置，因穩(wěn)定流動，液體段A1′-A2各點的流速質(zhì)量和體積不變，故動量無變化。因此液體A1-A2的動量變化等于液體段A2-A2′的動量與液體段A1-A1’的動量之差。即Δ(mv)=(mv2)（A2-A2′）-(mv1)（A1-A1′）

=ρA2v2Δtv2–ρA1v1Δtv1

=ρQ

Δt(v2–v1)故F=ρQ(v2–v1)

為液體穩(wěn)定流動時的動量方程。

2/3/202335它是一個矢量表達式。使用時應(yīng)將式中各個矢量分解為所需方向的投影值，再列該方向上的動量方程。液體對固體壁面的作用力F′與液體所受外力F大小相等方向相反。2/3/202336例：如圖示滑閥，已知液流方向及各項參數(shù)，試計算閥芯所受的軸向液動力。解：1）取進出油口之間的液體研究。2）建坐標系液體在X向受到的力為F′=ρQ(v2X–v1X),式中v1X=vCOSθ，v2X=0。故F′=ρQ(0–vCOSθ)=-ρQvCOSθ。閥芯所受的軸向液動力F=-F′=

ρQvCOSθ。力F的方向與X向（液流速度v沿閥芯軸向投影方向）相同，指向閥芯關(guān)閉方向。v2v12/3/202337(2)求液流作用在滑閥閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動力兩圖中分別為液流流經(jīng)滑閥閥腔的兩種流動情況╳先列出圖(a)的控制體積在閥芯軸線方向上的動量方程求得閥芯作用于液體的力為：

F’=ρQv2cos90。－ρQv1cos=-ρQv1cosA圖2/3/202338油液作用在閥芯上的力稱作穩(wěn)態(tài)液動力，其大小為：

F=-F’=ρQv1cos，F(xiàn)的方向與v1cos一致。閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動力力圖使滑閥閥口關(guān)閉。2/3/202339對b圖列出軸向動量方程，閥芯作用于液體的力為：

F’=ρQv1cos-ρQv2cos90。=ρQv1cosB圖結(jié)論相同：力F的方向與X向（液流速度v沿閥芯軸向投影方向）相同，指向閥芯關(guān)閉方向。2/3/202340應(yīng)用動量方程解決實際問題的方法歸納如下：

1.選取一段液體為控制體積；

2.建坐標系

3.列出動量方程；4.忽略次因素，簡化方程。5.若未知數(shù)的數(shù)量多于方程數(shù)，則必須列出其他輔助方程，聯(lián)立求解。2/3/202341作業(yè)題：1.如圖供水系統(tǒng)，容器很大，內(nèi)盛水，ρ水=1000kg/m3，管1中速度v1=2m/s，管2中速v2=3m/s，試確定當液面恒定時，管1和管2的表壓力。(а=1,忽略各種損失）2/3/202342作業(yè)題2.計算液流經(jīng)過等徑彎曲管道時對管道的作用力

已知：P1、P2、Q、A、和V2、P2與水平方向的夾角θθP2P1v1v22/3/202343作業(yè)題2.計算液體對彎管的作用力

2/3/202344§3-3管路壓力損失的計算壓力損失：液體在管道中流動時，克服由液體粘性而產(chǎn)生的摩擦阻力及液體碰撞所消耗的能量，稱為壓力損失。壓力損失種類：

1.沿程壓力損失：液體在直徑不變的直管中流過一段長度時，因摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。與管道長度、速度的平方成正比，與管道直徑成反比。

2.局部壓力損失：由于管道截面突然變化或液流方向迅速改變，引起的壓力損失。

2/3/202345一、沿程壓力損失一）層流時1.流速的分布規(guī)律：如圖示：液體在等徑水平直管中作層流運動，沿管軸線取一半徑為r，長度為l的小圓柱體，兩端面壓力為p1、p2，側(cè)面的內(nèi)摩擦力為F，勻速運動時，其受力平衡方程為：

(p1-p2)πr2=F,∵

F=-μsdu/dr=-2πrlμdu/dr(負號表示u隨r的增加而減小),

△p=p1-p2,∴

du=-△prdr/(2μl),對上式積分，u=-△pr2/(4μl)+c,應(yīng)用邊界條件r=R時，u=0,得u=△p/(4μl)*(R2-r2)

結(jié)論：液體在圓管中作層流運動時，速度對稱于圓管中心線并按拋物線規(guī)律分布。當r=R時，umin=0

當r=0時，

umax=△pR2/（4μl）=△pd2/（16μl）2/3/2023462.通過管道的流量：∵dA=2πrdr，

∴dQ=udA=2πurdr=2π△p(R2-r2)/(4μl)rdr

故3.管道內(nèi)的平均流速：

v=umax/24.沿程壓力損失：

△pλ=△p=32μlv/d2

結(jié)論：

液流沿圓管作層流運動時，其沿程壓力損失與管長、流速、粘度成正比，而與管徑的平方成反比。2/3/202347式中λ為沿程阻力系數(shù)，λ=64/Re油液的粘度，管壁粗糙度和流動狀態(tài)等都包含在λ內(nèi)。

λ的取值：理論值

64/Re，計算時考慮管道截面變形，金屬管取λ=75/Re，橡膠管取λ=80/Re。2/3/2023482.紊流時沿程阻力系數(shù)

紊流流動時的能量損失比層流時要大。紊流時計算公式在形式上同于層流，λ值不同，其阻力系數(shù)由試驗求得。

當2.3x103<Re<105時，可用勃拉修斯公式求得：=0.3164Re-0.25

可查液壓手冊得到2/3/202349二、局部壓力損失局部壓力損失：指液體流經(jīng)管徑突變?nèi)绻諒?、接頭、閥口濾網(wǎng)等局部處時，由于液流方向、流速的急劇變化而產(chǎn)生旋渦，使液體互相碰撞，而產(chǎn)生的能量損失（液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?，與動能相關(guān)，速度大。由于局部流動現(xiàn)象復雜，理論計算困難，一般依靠實驗確定局部阻力系數(shù)ξ。局部壓力損失Δpξ計算公式如下：紊流時，局部阻力系數(shù)ξ與雷諾數(shù)無關(guān)。2/3/202350

ξ－局部阻力系數(shù)，由試驗求得；V－液流流速。液體流經(jīng)各種閥類的壓力損失主要為局部損失.當實際通過的流量不等于額定流量時，可根據(jù)局部損失與v2成正比的關(guān)系按下式計算。

Δpζ

=Δpr(Q/Qr)2(Qr、Pr—額定流量、損失）2/3/202351三、管路系統(tǒng)總的壓力損失

管路系統(tǒng)總的壓力損失等于沿程壓力損失與局部壓力損失之和。

2/3/202352§3-4小孔和縫隙流量概述：孔口和縫隙流量在液壓技術(shù)中占有很重要的地位，它涉及液壓元件的密封性，系統(tǒng)的容積效率，更為重要的是它是設(shè)計計算的基礎(chǔ)，因此，小孔雖小，縫隙雖窄，但其作用卻不可等閑視之。一、孔口流量

：薄壁孔l/d≤0.5

孔口分類{

細長孔l/d>4

短孔0.5<l/d≤4

2/3/2023531.薄壁孔的流量：如圖所示，取前通道斷面為Ⅰ--Ⅰ斷面，收縮斷面為Ⅱ—Ⅱ斷面，列伯努利方程如下：2/3/202354∵h1=h2

，v1<<v2

，v1可忽略，收縮斷面流動是紊流，而hw=△pξ/ρg僅為局部損失，即△pξ=ξρv22/2∴hw=ξv22/2g∴

速度系數(shù)2/3/202355§3-4小孔和縫隙流量一.薄壁孔的流量：故

流量系數(shù)CQ=CvCc,收縮系數(shù)Cc=A2/AT

=d22/d2，A=πd2/4一般計算時取CQ=0.62~0.63，CQ稱為流量系數(shù)。結(jié)論：

∵，而與μ無關(guān)，∴

流過薄壁小孔的流量不受油溫變化的影響，節(jié)流元件的閥口常用薄壁孔。。2/3/2023562.短孔口流量計算

CQ=0.823.細長孔：

結(jié)論：∵Q∝△p，反比于μ，∴流量受油溫影響較大，細長孔可用來作控制閥中的阻尼孔。短孔制造容易，特別適合于作固定節(jié)流器。2/3/2023573.流量通用公式各種小孔的流量壓力特性，可綜合表示為公式：系數(shù)K與小孔形狀和液體性質(zhì)有關(guān)；薄壁孔m=0.5；K細長孔m=1；K=短孔m=0.7。曲線如圖示：

2/3/202358

液壓元件各零件間如有相對運動，就必須有一定的配合間隙。液壓油就會從壓力較高的配合間隙流到大氣中或壓力較低的地方，這就是泄漏。泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏。泄漏主要是有壓力差與間隙造成的。泄漏量與壓力差的乘積便是功率損失，因此泄漏的存在將使系統(tǒng)效率降低。同時功率損失也將轉(zhuǎn)化為熱量，使系統(tǒng)溫度升高，進而影響系統(tǒng)的性能。二、縫隙流量2/3/202359液壓系統(tǒng)相對運動零件之間存在縫隙，產(chǎn)生泄漏。液體流經(jīng)縫隙按層流處理。

平面縫隙常見縫隙環(huán)狀縫隙縫隙流動狀況{

（1）壓差流動：由縫隙兩端的壓力差造成的流動。（2）剪切流動：由縫隙兩壁面的相對運動造成的流動。壓差流動剪切流動{2/3/2023601、平行平板縫隙的流量

1）固定平行平板縫隙的流量（壓差流動）：如圖示：設(shè)縫隙厚度為δ，寬度為b,長度為l,兩端壓力為p1、p2，其壓差為ΔP，從縫隙中取一微小六面體，左右兩端所受壓力為p和p+dp,上下兩側(cè)面所受的摩擦切應(yīng)力為τ+dτ和τ。2/3/202361則在水平方向的受力平衡方程為：pbdy+(τ+dτ)bdx=(p+dp)bdy+τbdx整理后得：dτ/dy=dp/dx，∵

τ=μdu/dy∴

d2u/dy2=（1/μ）dp/dx上式對y兩次積分得：

u=(1/2μ)dp/dxy2+C1y+C2由邊界條件：當y=0,u=0；

y=δ,u=0則有：C1=-（δ/2μ）dp/dx,C2=0,此外，在縫隙液流中，壓力沿x方向的變化率dp/dx是一常數(shù)，有dp/dx=(p2-p1)/l=-(p1-p2)/l=-△p/lu=(△p/2μl)(δ-y)y故：

2/3/2023622)相對運動平行平板縫隙的流量：一個平板固定，一個平板以U0的速度運動。設(shè)v平均=v0/2，則Q剪=v平均A=bδU0/2。一般情況下，壓差流動和剪切流動同時存在，流過相對運動平行平板縫隙的流量為二者的和。故：

式中“±”號，當平板運動方向與壓差作用下液流方向相同時取“+”號，反之取“-”號。2/3/2023632.圓環(huán)縫隙的流量：

液壓缸缸筒與活塞圓環(huán)縫隙<

閥芯與閥孔同心分類<

偏心2/3/202364取分離體展開相當于平行平板縫隙。故：

當U0=0時，1）同心圓環(huán)縫隙的流量：2/3/2023652）偏心圓環(huán)縫隙的流量：相對偏心率ε=e/δ(h)，流量為：當ε=0時，完全同心。當ε=1時，完全偏心。此時流量為：完全偏心時其流量是完全同心時的2．5倍。2/3/2023663、流經(jīng)平行圓盤間隙的流量圖為相距間隙δ很小的二平行圓盤，液流由中心向四周沿徑向呈放射形流出。柱塞泵和馬達中的滑閥和斜盤之間，噴嘴擋板閥的噴嘴擋板之間以及某些靜壓支承均屬這種結(jié)構(gòu)。其流量可按下式計算：Q=πδ3Δp/6μln(R/r）R－圓盤的外半徑；r－圓盤中心孔半徑；μ－油液的動力粘度。Δp－進口壓力與出口壓力之差。結(jié)束2/3/202367§3-5液壓卡緊現(xiàn)象條件：軸與孔有圓錐度及裝配、使用中有偏心、漸擴型間隙(備注）h2-eh2+eP2P1h1-eh1-eh1+eP22/3/202368措施：1.控制幾何精度及配合間隙2.在閥芯上開減壓（均壓）槽，一個卡緊力可減少至原來的40℅，三個為63%h2-eh2+eP2P1h1-eh1-eh1+e2/3/202369§3-6液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象一、液壓沖擊液壓沖擊：液壓系統(tǒng)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(xiàn)象。如：急速關(guān)閉水管可能使水管發(fā)生振動，同時發(fā)出噪聲。1

液壓沖擊的危害

∵液壓沖擊峰值壓力>>工作壓力

∴引起振動、噪聲、導致某些元件如密封裝置、管路等損壞；使某些元件（如壓力繼電器、順序閥等）產(chǎn)生錯誤動作，影響系統(tǒng)正常工作。2

液壓沖擊產(chǎn)生的原因

1）迅速使油液換向或突然關(guān)閉油路，使液體受阻，動能轉(zhuǎn)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。

2/3/202370

在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因，液體壓力在一瞬間會突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。

§3-6液壓沖擊液壓沖擊產(chǎn)生的壓力峰值往往比正常工作壓力高好幾倍，且常伴有噪聲和振動，從而損壞液壓元件、密封裝置、管件等。液壓沖擊的類型有：1、液流通道迅速關(guān)閉或液流迅速換向使液流速度的大小或方向突然變化時，由于液流的慣力引起的液壓沖擊。2/3/2023712、運動著的工作部件突然制動或換向時，因工作部件的慣性引起的液壓沖擊。3、某些液壓元件動作失靈或不靈敏，使系統(tǒng)壓力升高而引起的液壓沖擊。一、液流通道迅速關(guān)閉時的液壓沖擊二、運動部件制動時產(chǎn)生的液壓沖擊

2/3/202372一、液流通道迅速關(guān)閉時的液壓沖擊

(水錘現(xiàn)象）如圖所示，液體自一具有固定液面的壓力容器沿長度為l，直徑為d的管道經(jīng)出口處的閥門以速度v0流出。若將閥門突然關(guān)閉，此時緊靠閥門口B處的一層液體停止流動，壓力升高p。其后液體也依次停止流動，動能形成壓力波,并以速度c向A傳播。此后B處壓力降低p，形成壓力降波，并向A傳播。而后當A處先恢復初始壓力，壓力波又傳向