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第三章液压流体力学基础
第一节液体静力学
第二节液体动力学
第三节管道中液流特性
第四节孔口和缝隙液流
第五节气穴现象和液压冲击
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第一节流体静力学
静止液体:液体内部质点间没有相对运动;盛装液体的容器本身处在运动之中,则液体处于相对静止状态。
一、液体中的作用力
1、质量力;单位质量液体所受的质量力称为单位质量
力(g)。
2、表面力;单位面积上作用的表面力称为应力;
取某一液面:
(1)法向应力(法向压力)
(2)切向应力(切向内摩擦力)
对于静止液体:法向压力(静压力)
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第一节流体静力学
二、静压力基本方程
1、方程推导
研究对象:微元液柱
受力分析:
静压力基本方程:
p0:液面上的压力
:该点以上液体重力形成压力
故:静止液体内压力由两部分组成;随深度增加压力增
大;同一深度的压力相等;
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第一节流体静力学
2、物理意义
建立坐标系:
(1)P/pg :单位重力液体的压力能,压力头;Z:单位重力液体
的位能,静力头。
(2)静止液体,压力能和位能总和不变,P/pg和Z可转化。
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第一节流体静力学
三、压力表示方法及单位
1、绝对压力:以绝对零压
力作为基准所表示的压力;
相对压力:以大气压力
为基准所表示的压力。
2、真空度
真空度=大气压力-绝对压力
例如:,
,求泵入口真空度?
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第一节流体静力学
四、静压力传递原理(帕斯卡原理)
在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值传递到
液体中各点。
如图:F/A1=W/A2,即:
(1)忽略静力头,静止液体
内部各点的压力相同。
(2)液压系统中压力由外
负载决定(压力匹配外负载)。
A1
A2
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第一节流体静力学
例如:若P2接回油箱,即P2=0,则:
P1=F1/A
F1为外负载
P1为系统压力
D
d
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第一节流体静力学
五、液体作用于容器壁上的力
液体和固体壁面接触时,固体壁面将受到液体静压力的作用。
(1)当固体壁面为平面时,液体压力在该平面的总作用力F=pA,方向垂直于该平面。
(2)当固体壁面为曲面时,液体压力在曲面某方向上的总作用力F=pAx,Ax为曲面在该方向的投影面积。
以缸筒为例说明。
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第一节流体静力学
举例:
1、F1≠F2时,活塞仍保持平衡,为什么?
2、Pa、Pb是否相等(不计液重)。
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第二节流体动力学
一、几个基本概念
1、理想液体:假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想
流体;
2、恒定流动:液体流动时,液体中任一点处的压力、速度
和密度都不随时间而变化的流动,亦称为定常流动;
非恒定流动:三者之一随时间变化;
3、一维流动:液体做线形流动;
二维(三维)流动:液体做平面(空间)流动;
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