小孔和間隙的流量.ppt

1、，上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)研究所，電機(jī)大學(xué)，高等職業(yè)學(xué)院，第2章，液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，第2.6.4部分，壓力損失，實(shí)際液體是粘性的，所以粘性阻力在流動(dòng)時(shí)損失一定的能量，這個(gè)能量損失表示為壓力損失。損失的能量轉(zhuǎn)化為熱量，使液壓系統(tǒng)溫度升高，甚至性能惡化。因此，在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮將壓力損失降至最低。液體流動(dòng)引起的壓力損失有兩種：沿程壓力損失和局部壓力損失。沿途壓力損失：液體在直管中流動(dòng)時(shí)，摩擦引起的壓力損失。局部壓力損失：當(dāng)液體流過(guò)彎管、接頭、閥口和突然改變的管道橫截面時(shí)，壓力損失是由于流速或流向的突然改變?cè)斐傻?，?dǎo)致局部區(qū)域的流動(dòng)阻力。這可以從圓管層流的流量公式(2-82)中得到，即沿途的壓

2、力損失，上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高職學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，1。一路上的壓力損失，(2-86)，將被代入上述公式并整理出來(lái)。(2-87)，上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高等職業(yè)學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，當(dāng)液體在湍流中沿直管流動(dòng)時(shí)，沿程壓力損失的計(jì)算公式與層流中的相同，即公式中液體的密度仍然相同；道路阻力系數(shù)，理論值。考慮到實(shí)際流動(dòng)中的溫度變化問(wèn)題，當(dāng)液體在金屬管中流動(dòng)和在橡膠軟管中流動(dòng)時(shí)，應(yīng)將其帶走。上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高職學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，但公式中的阻力系數(shù)不同。由于紊流時(shí)管壁附近有邊界層，re較低時(shí)邊界層較厚，管壁的表面粗

3、糙度被掩蓋，因此不會(huì)影響液體的流動(dòng)，就像讓液體流過(guò)光滑管(稱為水力光滑管)一樣。此時(shí)，它僅與re相關(guān)，與表面粗糙度無(wú)關(guān)，即=f(Re)。當(dāng)雷諾數(shù)增加時(shí)，層流邊界層厚度減小。當(dāng)其小于管壁表面粗糙度時(shí)，管壁表面粗糙度將突出層流邊界層(稱為水力粗管)，這將影響液體的壓力損失。此時(shí)，它將與re和管壁的相對(duì)表面粗糙度/d(這是管壁的絕對(duì)表面粗糙度，d是管的內(nèi)徑)相關(guān)，即=f(Re，/d)。當(dāng)管道流量的Re進(jìn)一步增加時(shí)，它將只與相對(duì)表面粗糙度/d有關(guān)，即=f(/d)。這時(shí)，據(jù)說(shuō)管道流已經(jīng)進(jìn)入了它的阻力平方區(qū)。上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高職學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，圓管阻力系數(shù)計(jì)算公式見(jiàn)表

4、118。表1-18管道阻力系數(shù)計(jì)算公式、管壁絕對(duì)表面粗糙度，粗略估算，鋼管為0.04毫米，銅管為0.00150.01毫米，鋁管為0.00150.06毫米，膠管為0.03毫米，鑄鐵管為0.25毫米。局部壓力損失，局部壓力損失P直接與液體流動(dòng)的動(dòng)能有關(guān)，它一般可以根據(jù)以下公式計(jì)算，(2-88)，其中液體的密度；v液體的平均速度；局部阻力系數(shù)。由于液體流過(guò)局部阻力區(qū)的情況非常復(fù)雜，只能在個(gè)別情況下從理論上得到其值，一般必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。的具體值可以從相關(guān)手冊(cè)中找到。，上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高職學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，3。液壓系統(tǒng)管路的總壓損失，一般由幾條管路和一些閥門、過(guò)濾

5、器、管接頭、彎頭等組成。因此，管道的總壓力損失等于所有直管的壓力損失p和所有這些部件的局部壓力損失p之和，即(2-89)，上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高等職業(yè)學(xué)院，第2章，液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)。必須指出，只有當(dāng)兩個(gè)相鄰局部壓力損失之間的距離大于管道內(nèi)徑的1020倍時(shí)，上述公式才是正確的。由于液體流在通過(guò)局部阻力區(qū)后受到很大的干擾，在一定距離后會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。如果距離過(guò)短，如果液體流動(dòng)不穩(wěn)定，會(huì)遇到后者的局部阻力，擾動(dòng)會(huì)更嚴(yán)重，此時(shí)阻力系數(shù)可能比正常值大幾倍。通常液壓系統(tǒng)的管路不長(zhǎng)，所以沿途的壓力損失相對(duì)較小，而閥門等部件的局部壓力損失相對(duì)較大。因此，管道的總壓損失主要是局部損失。上海電機(jī)大

6、學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高職學(xué)院，第2章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，方程(2-88)通常不用于計(jì)算閥門和過(guò)濾器等液壓元件的局部壓力損失，因?yàn)橐后w流動(dòng)情況復(fù)雜且難以計(jì)算。它們的壓力損失值可以直接從產(chǎn)品樣品提供的曲線中找到。然而，一些產(chǎn)品樣本提供了額定流量qr下的部件壓力損失pr。當(dāng)實(shí)際流量Q不等于額定流量qr時(shí)，可根據(jù)局部壓力損失P與速度v2(2-90)之間的關(guān)系計(jì)算得出，背壓，上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高職學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，第2.7部分節(jié)流孔流量，小孔廣泛應(yīng)用于液壓傳動(dòng)。在這一節(jié)中，我們將分析流體通過(guò)薄壁孔、短孔和細(xì)長(zhǎng)孔的流動(dòng)，并推導(dǎo)出相應(yīng)的流量公式，這是今后學(xué)習(xí)節(jié)流調(diào)速

7、和伺服系統(tǒng)工作原理的理論基礎(chǔ)。上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高等職業(yè)學(xué)院，第二章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，第2.7.1部分薄壁孔是指孔長(zhǎng)徑比為1/d 0.5的孔，孔邊一般做成刃口，如圖126所示。各種結(jié)構(gòu)形式的閥口都是薄壁小孔的實(shí)例。圖1-26當(dāng)流體通過(guò)薄壁孔口時(shí)，由于流體的慣性，通過(guò)孔口的流體形成收縮截面Ac(見(jiàn)圖126)，然后再次膨脹。這種收縮和膨脹過(guò)程會(huì)產(chǎn)生局部能量損失。當(dāng)管徑與小孔徑之比為d/d07時(shí)，流體的收縮不受孔前管內(nèi)壁的影響，這意味著流體完全收縮。當(dāng)使用d/d07時(shí)，孔前的管內(nèi)壁可以引導(dǎo)流體進(jìn)入小孔，這意味著流體沒(méi)有完全收縮。上海電機(jī)大學(xué)高技術(shù)學(xué)院，電機(jī)大學(xué)，高等職業(yè)學(xué)院，第2章，液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)，液壓傳動(dòng)，列出了圖126中第11和22節(jié)的能量方程，并設(shè)置動(dòng)能修