第一章 液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)

第一章液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)第1頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)2

（4）安定性，不因熱、氧化或水解而變質(zhì)，剪切穩(wěn)定性好，使用壽命長。（5）防銹和抗腐蝕性，對(duì)鐵及非鐵金屬的銹蝕性小。（6）抗泡沫性，介質(zhì)中的氣泡容易逸出并消除。（7）抗乳化性，除含水液壓液外的油液，油水分離要容易。（8）潔凈性，質(zhì)地要純凈，盡可能不含污染物，當(dāng)污染物從外部侵入時(shí)能迅速分離。（9）相容性，對(duì)金屬、密封件、橡膠軟管、涂料等有良好的相容性。（10）阻燃性，燃點(diǎn)高，揮發(fā)性小，最好具有阻燃性。（11）其他對(duì)工作介質(zhì)的其他要求還有：無毒性和臭味；比熱容和熱導(dǎo)率要大；體脹系數(shù)要小等。第一節(jié)工作介質(zhì)第2頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)3

其實(shí)，能夠同時(shí)滿足上述各項(xiàng)要求的理想的工作介質(zhì)是不存在的。液壓系統(tǒng)中使用的工作介質(zhì)按國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）的分類如表1－1所示。目前90％以上的液壓設(shè)備采用石油基液壓油液?；蜑榫频氖蜐櫥宛s分。為了改善液壓油液的性能，以滿足液壓設(shè)備的不同要求，往往在基油中加入各種添加劑。添加劑有兩類：一類是改善油液化學(xué)性能的，加抗氧化劑、防腐劑、防銹劑等；另一類是改善油液物理性能的，如增粘劑、抗磨劑、防爬劑等。第一節(jié)工作介質(zhì)第3頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)4第一節(jié)工作介質(zhì)第4頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)5第一節(jié)工作介質(zhì)

（二）物理性質(zhì)1．密度單位體積液體所具有的質(zhì)量稱為該液體的密度，即工作介質(zhì)密度、（kg/m3）L-HM32液壓油0.87L-HM46液壓油0.875油包水乳化液0.932水包油乳化液0.9977水-乙二醇1.06通用磷酸酯1.15飛機(jī)用磷酸酯1.05第5頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)6第一節(jié)工作介質(zhì)2．可壓縮性液體因所受壓力增高而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)稱為可壓縮性。液體壓縮率k液體壓縮率k的倒數(shù)，稱為液體體積模量介質(zhì)種類體積模量K/MPa石油基液壓油水包油乳化液油包水乳化液水－乙二醇液壓液磷酸酯液壓液（1.4～2）

1031.951032.31033.451032.6510320C，一個(gè)大氣壓第6頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)7

一般情況下，工作介質(zhì)的可壓縮性對(duì)液壓系統(tǒng)性能影響不大，但在高壓下或研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能及計(jì)算遠(yuǎn)距離操縱的液壓機(jī)構(gòu)時(shí)，則必須予以考慮。

石油基液壓油的體積模量與溫度、壓力有關(guān)：溫度升高時(shí)，K值減小，在液壓油正常工作溫度范圍內(nèi)，K值會(huì)有5％～25％的變化；壓力增加時(shí)，K值增大，但這種變化不呈線性關(guān)系，當(dāng)p＞3MPa時(shí)，K值基本上不再增大。由于空氣的可壓縮性很大，因此當(dāng)工作介質(zhì)中有游離氣泡時(shí)，K值將大大減小，且起始?jí)毫Φ挠绊懨黠@增大。但是在液體內(nèi)游離氣泡不可能完全避免，因此，一般建議石油基液壓油K的取值為（0.7～1.4）

103MPa，且應(yīng)采取措施盡量減少液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的游離空氣的含量。第一節(jié)工作介質(zhì)第7頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)8第一節(jié)工作介質(zhì)3．粘性（l）粘性的表現(xiàn)液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，分子間內(nèi)聚力的存在使其流動(dòng)受到牽制，從而沿其界面產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，這一特性稱為液體的粘性。第8頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)9第一節(jié)工作介質(zhì)（2）粘性的度量度量粘性大小的物理量稱為粘度。常用的粘度有三種：即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、相對(duì)粘度。

l）動(dòng)力粘度

其量值等于液體在以單位速度梯度流動(dòng)時(shí)，單位面積上的內(nèi)摩擦力，Pa?s或N?s/m22）運(yùn)動(dòng)粘度

m2/s黏度等級(jí)40C時(shí)黏度平均值40C時(shí)黏度范圍VG10109.00~11.0VG151513.5~16.5VG222219.8~24.2VG323228.8~35.2第9頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)10第一節(jié)工作介質(zhì)3）相對(duì)粘度相對(duì)粘度是根據(jù)特定測量條件制定的，故又稱條件粘度。測量條件不同，采用的相對(duì)粘度單位也不同。如恩氏度oE（中國、德國、前蘇聯(lián)）、通用賽氏秒SUS（美國、英國）、商用雷氏秒R1S（英國、美國）和巴氏度oB（法國）等。恩氏粘度用恩氏粘度計(jì)測定，即將200mL溫度為t℃的被測液體裝入粘度計(jì)的容器內(nèi)，由其底部

2.8mm的小孔流出，測出液體流盡所需時(shí)間t1，再測出相同體積溫度為20℃的蒸餾水在同一容器中流盡所需的時(shí)間t2；這兩個(gè)時(shí)間之比即為被測液體在t℃下的恩氏粘度，即思氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度間的換算關(guān)系式為第10頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)11第一節(jié)工作介質(zhì)（3）溫度對(duì)粘度的影響（4）壓力對(duì)粘度的影響（5）氣泡對(duì)粘度的影響（三）選用和維護(hù)第11頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)12第二節(jié)流體靜力學(xué)

一、靜壓力及其特性

我國采用法定計(jì)量單位Pa來計(jì)量壓力，1Pa＝1N/m2。液壓技術(shù)中習(xí)慣用MPa，1MPa=106Pa。液體靜壓力有兩個(gè)重要特性：

1）液體靜壓力垂直于承壓面，其方向和該面的內(nèi)法線方向一致。這是由于液體質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力很小，不能受拉只能受壓之故。

2）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)所受到的壓力在各個(gè)方向上都相等。如果某點(diǎn)受到的壓力在某個(gè)方向上不相等，那么液體就會(huì)流動(dòng)，這就違背了液體靜止的條件。第12頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)13第二節(jié)流體靜力學(xué)二、靜壓力基本方程（－）靜壓力基本方程l）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力由兩部分組成：一部分是液面上的壓力p0，另一部分是該點(diǎn)以上液體重力所形成的壓力

gh。

2）靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律遞增。

3）同一液體中，離液面深度相等的各點(diǎn)壓力相等。由壓力相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。在重力作用下靜止液體中的等壓面是一個(gè)水平面。第13頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)14第二節(jié)流體靜力學(xué)（二）靜壓力基本方程的物理意義（三）壓力的表示方法第14頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)15第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)

一、基本概念（一）理想液體、恒定流動(dòng)和一維流動(dòng)一般把既無粘性又不可壓縮的假想液體稱為理想液體;

液體流動(dòng)時(shí)，如液體中任何一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化，便稱液體是在作恒定流動(dòng)；當(dāng)液體整個(gè)作線形流動(dòng)時(shí)，稱為一維流動(dòng)；當(dāng)作平面或空間流動(dòng)時(shí)，稱為二維或三維流動(dòng)。（二）流線、流管和流束第15頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)16第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)（三）通流截面、流量和平均流速流束中與所有流線正交的截面稱為通流截面;單位時(shí)間內(nèi)流過某通流截面的液體體積稱為流量.平均流速：第16頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)17第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)

二、連續(xù)方程連續(xù)方程是流量連續(xù)性方程的簡稱，它是流體運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，其實(shí)質(zhì)是質(zhì)量守恒定律的另一種表示形式，即將質(zhì)量守恒轉(zhuǎn)化為理想液體作恒定流動(dòng)時(shí)的體積守恒。第17頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)18第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)

三、能量方程能量方程又常稱伯努利方程，它實(shí)際上是流動(dòng)液體的能量守恒定律。（一）理想液體的運(yùn)動(dòng)微分方程1）壓力在兩端截面上所產(chǎn)生的作用力2）作用在微單元上的重力：在恒定流動(dòng)下微單元上的慣性力：根據(jù)牛頓第二定律：

第18頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)19第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)由于代入上式，整理可得這就是理想液體沿流線作恒定流動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)微分方程（二）理想液體的能量方程（三）實(shí)際液體的能量方程第19頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)20第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)例1－5推導(dǎo)文丘利流量計(jì)的流量公式。第20頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)21

四、動(dòng)量方程動(dòng)量方程是動(dòng)量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。用動(dòng)量方程來計(jì)算液流作用在固體壁面上的力，比較方便。動(dòng)量定理指出：作用在物體上的合外力的大小等于物體在力作用方向上的動(dòng)量的變化率，即第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)第21頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)22第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)例1-7噴嘴一擋板如圖1-19所示。試求射流對(duì)擋板的作用力。

因?yàn)镻a＝0（相對(duì)壓力），所以第22頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)23第三節(jié)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)

例1-8圖1-20所示為一錐閥，錐閥的錐角為2

。當(dāng)液體在壓力p下以流量q流經(jīng)錐閥時(shí)，液流通過閥口處的流速為

2，出口壓力為p2=0。試求作用在錐閥上的力的大小和方向。對(duì)于圖a)

取

1＝

21，因1<<

2,忽略

1，故得

對(duì)于圖b)

同樣取

1＝

21，因1<<

2,忽略

1，故得方向與F同，關(guān)閥口方向與F同，開閥口第23頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)24第六節(jié)管道流動(dòng)一、流態(tài)與雷諾數(shù)（一）層流和紊流層流和紊流是兩種不同性質(zhì)的流態(tài)。層流時(shí)，液體流速較低，質(zhì)點(diǎn)受粘性制約，不能隨意運(yùn)動(dòng)，粘性力起主導(dǎo)作用；紊流時(shí)，液體流速較高，粘性的制約作用減弱，慣性力起主導(dǎo)作用。（二）雷諾數(shù)液體的流動(dòng)狀態(tài)可用雷諾數(shù)來判別。對(duì)于非圓管：第24頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)25第六節(jié)管道流動(dòng)

液流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)和由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)是不同的，后者數(shù)值小。所以一般都用后者作為判別流動(dòng)狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)，記作Recr。當(dāng)雷諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)Recr時(shí)，液流為層流；反之，液流大多為紊流。第25頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)26第六節(jié)管道流動(dòng)第26頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)27第六節(jié)管道流動(dòng)內(nèi)摩擦力對(duì)上式進(jìn)行積分，并利用邊界條件，當(dāng)r=R，u=0,得：二、圓管層流第27頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)28第六節(jié)管道流動(dòng)三、圓管紊流四、壓力損失（一）沿程壓力損失代入上式得：沿程阻力系數(shù)考慮到實(shí)際流動(dòng)時(shí)還存在溫度變化等問題，因此液體在金屬管道中流動(dòng)時(shí)宜取＝75/Re，在橡膠軟管中流動(dòng)時(shí)則取

=80/Re。液體在直管中作紊流流動(dòng)時(shí)，其沿程壓力損失的計(jì)算公式與層流時(shí)相同.（二）局部壓力損失（三）液壓系統(tǒng)管路的總的壓力損失第28頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)29第六節(jié)管道流動(dòng)表1-18圓管的沿程阻力系數(shù)

的計(jì)算公式流動(dòng)區(qū)域雷諾數(shù)范圍

計(jì)算公式層流Re<2320

＝75/Re(油)；＝64/Re(水)紊流水力光滑管區(qū)Re<22(d/

)8/7300<Re<105=0.3164Re-0.25105Re108=0.308(0.842-lgRe)-2水力粗糙管22(d/

)8/7<Re

597(d/

)9/8=[1.14-2lg(/d+21.25/Re0.9)]-2阻力平方區(qū)Re>597(d/

)9/8=0.11(

/d)0.25

管壁絕對(duì)表面粗糙度

的值，在粗估時(shí)，鋼管取0.04mm，銅管取0.0015～0.01mm，鋁管取0.0015～0.06mm，橡膠軟管取0.03mm，鑄鐵管取0.25mm。第29頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)30第七節(jié)孔口流動(dòng)一、薄壁小孔薄壁小孔是指小孔的長度和直徑之比l/d<0.5的孔，一般孔口邊緣做成刀口形式如圖1-28所示。設(shè)動(dòng)能修正系數(shù)＝1Re流體流經(jīng)截面突然縮小時(shí)的能量損失：流體流經(jīng)截面突然擴(kuò)大時(shí)的能量損失：第30頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)31第七節(jié)孔口流動(dòng)C

—小孔速度系數(shù)，Cc—截面收縮系數(shù)，Cc

＝Ae/A0,Cd—流量系數(shù),Cd=CcC

由于Ae<<A2，所以將上式代入能量方程，并注意到A1

＝A2時(shí)，

1＝2，則得：第31頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)32第七節(jié)孔口流動(dòng)二、短孔和細(xì)長孔短孔是指小孔的長度和直徑之比0.5<l/d4的孔。流量：當(dāng)孔的長度和直徑之比l/d

＞4時(shí)，稱為細(xì)長孔。流經(jīng)細(xì)長孔的液流一般都是層流，所以細(xì)長孔的流量公式可以應(yīng)用前面推導(dǎo)的圓管層流流量公式。第32頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)33第七節(jié)孔口流動(dòng)例1－11試分別推導(dǎo)圖1－32和圖l－33所示的流經(jīng)滑閥和錐閥閥口的流量公式。第33頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)34第八節(jié)縫隙流動(dòng)一、平行平板縫隙整理后，并代入對(duì)上式積分兩次得：邊界條件;y=0處，u=0；y=h處，u=u0。此外，液流作層流時(shí)p只是x的線形函數(shù)：第34頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)35第八節(jié)縫隙流動(dòng)通過平行平板縫隙的流量為:討論u0=0；

p=0時(shí)q的狀態(tài)二、環(huán)形縫隙第35頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)36第八節(jié)縫隙流動(dòng)（一）流經(jīng)同心環(huán)形縫隙的流量

當(dāng)縫隙h較小時(shí)，可將環(huán)形縫隙沿圓周方向展開，把它近似地看作是平行平板縫隙間的流動(dòng)。當(dāng)縫隙較大時(shí)（見圖l－37b），必須精確計(jì)算，經(jīng)推導(dǎo)其流量公式為第36頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)37第八節(jié)縫隙流動(dòng)（二）流經(jīng)偏心環(huán)形縫隙的流量（三）流經(jīng)偏心圓環(huán)平面縫隙的流量第37頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)38第八節(jié)縫隙流動(dòng)（三）流經(jīng)圓環(huán)平面縫隙的流量設(shè)圓環(huán)的大、小半徑為r2。和r1，它與平面間的縫隙值為h，則由式（l－111），并令u0=0，可得在半徑為r、離下平面z處的徑向速度為流過的流量為即積分得：當(dāng)r=r2，p=p2，求出C，代入上式得第38頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)39第八節(jié)縫隙流動(dòng)當(dāng)r=r1，p=p1，求得圓環(huán)平面縫隙的流量公式為第39頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)40第九節(jié)液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象

一、液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)突然關(guān)閉或開啟液流通道時(shí)，在通道內(nèi)液體壓力發(fā)生急劇交替升降的波動(dòng)過程稱為液壓沖擊。出現(xiàn)液壓沖擊時(shí)，液體中的瞬時(shí)峰值壓力往往比正常工作壓力高好幾倍，它不僅會(huì)損壞密封裝置、管道和液壓元件，而且還會(huì)引起振動(dòng)和噪聲；有時(shí)使某些壓力控制的液壓元件產(chǎn)生誤動(dòng)作，造成事故。（一）管內(nèi)液流速度突變引起的液壓沖擊沖擊波在管內(nèi)的傳播速度：第40頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)41第九節(jié)液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象

壓力沖擊波在管道中液壓液內(nèi)的傳播速度c一般在890～1420m/s范圍內(nèi)。一般，依閥門關(guān)閉時(shí)間常把液壓沖擊分為兩種：當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)間t＜tc=2l/c時(shí)，稱為直接液壓沖擊（又稱完全沖擊）。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)間t>tc=2l/c時(shí)，稱為間接液壓沖擊（又稱不完全沖擊）。此時(shí)壓力升高值比直接沖擊時(shí)小，它可近似地按下式計(jì)算：管道中液壓值（二）運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)引起的液壓沖擊第41頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)42第九節(jié)液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象

（三）減小液壓沖擊的措施針對(duì)上述各式中影響沖擊壓力的因素，可采取以下措施來減小液壓沖擊：

1）適當(dāng)加大管徑，限制管道流速，一般在液壓系統(tǒng)中把流速控制在4.5m/s以內(nèi)，使最大壓力不超過5MPa就可以認(rèn)為是安全的。

2）正確設(shè)計(jì)閥口或設(shè)置制動(dòng)裝置，使運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)速度變化比較均勻。

3）延長閥門關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)換向的時(shí)間，可采用換向時(shí)間可調(diào)的換向閥。

4）盡可能縮短管長，以減小壓力沖擊波的傳播時(shí)間，變直接沖擊為間接沖擊。

5）在容易發(fā)生液壓沖擊的部位采用橡膠軟管或設(shè)置蓄能器，以吸收沖擊壓力；也可以在這些部位安裝安全閥，以限制壓力升高。第42頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)43二、氣穴現(xiàn)象在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)流動(dòng)液體某處的壓力低于空氣分高壓時(shí)，原先溶解在液體中的空氣就會(huì)游離出來，使液體中產(chǎn)生大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。氣穴現(xiàn)象使液壓裝置產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，使金屬表面受到腐蝕。為了說明氣穴現(xiàn)象的機(jī)理，必須先介紹一下液體的空氣分離壓和飽和蒸氣壓。第43頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)44第九節(jié)液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象（一）空氣分離壓和飽和蒸氣壓在一定溫度下，當(dāng)液體壓力低于某值時(shí)，溶解在液體中的空氣將會(huì)突然地迅速從液體中分離出來，產(chǎn)生大量氣泡，這個(gè)壓力稱為液體在該溫度下的空氣分離壓。有氣泡的液體其體積模量將明顯減小。氣泡越多，液體的體積模量越小。第44頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)45

當(dāng)液體在某一溫度下其壓力繼續(xù)下降而低于一定數(shù)值時(shí)，液體本身便迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸氣，這時(shí)的壓力稱為液體在該溫度下的飽和蒸氣壓。一般說來，液體的飽和蒸氣壓比空氣分離壓要小得多。第九節(jié)液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象種類溫度/C飽和蒸汽壓/Pa水20502338.412398.9HL-3220501.7990.013HL-3220500.3870.011第45頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)46第九節(jié)液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象（二）節(jié)流孔口的氣穴（三）減小氣穴的措施在液壓系統(tǒng)中，哪里壓力低于空氣分離壓，那里就會(huì)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。為了防止氣穴現(xiàn)象的發(fā)生，最根本的一條是避免液壓系統(tǒng)中的壓力過分降低，具體措施有：

l）減小閥孔口前后的壓差，一般希望其壓力比p1/p2＜3.5。

2）正確設(shè)計(jì)和使用液壓泵站。

3）液壓系統(tǒng)各元部的聯(lián)接處要密封可靠，嚴(yán)防空氣侵入。

4）采用抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬材料，提高零件的機(jī)械強(qiáng)度，減小零件表面粗糙度。第46頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)47第十節(jié)穿透多孔物質(zhì)的液流

在液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)能正常持續(xù)地運(yùn)行，必須保持其工作介質(zhì)的清潔，因而常在系統(tǒng)的進(jìn)出口處或系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)置過濾器，以濾掉因受外界污染而混入工作介質(zhì)的雜物和系統(tǒng)工作中自身產(chǎn)生的異物。過濾器一般用濾網(wǎng)、濾紙、粉末金屬或陶瓷等多孔物質(zhì)制成。因此，過濾的過程就是帶有雜物的流體（工作介質(zhì)）穿透這些多孔物質(zhì)的流動(dòng)。一、過濾過程過濾就是通過多孔物質(zhì)把分散的微粒從彌散的流體中分離出來的一種方法。根據(jù)彌散流體的種類，過濾有氣濾與液濾之分。按過濾過程的類型則可分為以下幾種。（一）表面過濾

表面過濾就是將懸浮于流體中的大于過濾物質(zhì)微孔的顆粒，截留在過濾物質(zhì)表面上。（二）深度過濾與表面過濾相反，深度過濾是在多孔物質(zhì)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。那些小于多孔物質(zhì)微孔的微粒，隨著彌散的流體流經(jīng)多孔物質(zhì)內(nèi)部彎彎曲曲的通道時(shí)，它們與通道壁相第47頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/4第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)48第十節(jié)穿透多孔物質(zhì)的液流碰撞，如果微粒受到的阻力大于它的慣性力，那么這些微粒就被