液壓與氣壓傳動技術(shù)教程第4講

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1、2、5液體流經(jīng)孔口和縫隙流量—壓力特性2、6液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象目的任務(wù)了解流量公式、特點、兩種現(xiàn)象產(chǎn)生原因掌握薄壁孔流量公式及通用方程、兩種現(xiàn)象危害及消除2、5液體流經(jīng)孔口和縫隙流量—壓力特性2、6液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象重點難點1薄壁小孔流量公式及特點2流量通用方程及各項含義3平行平板縫隙和偏心圓環(huán)縫隙流量公式之結(jié)論4兩種現(xiàn)象危害及消除方法2、5液體流經(jīng)孔口和縫隙流量—壓力特性2、6液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象提問作業(yè)1動力學(xué)三大方程各是什么？分別是剛體力學(xué)中哪些定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用?2液壓傳動中液體的流態(tài)和壓力損失有哪幾種？其判別方法和產(chǎn)生原

2、因各是什么？3液壓傳動油管中為何種流態(tài)？產(chǎn)生什么損失?2、5液體流經(jīng)孔口及縫隙流量—壓力特性2、6液壓沖擊和空穴現(xiàn)象2、5、1小孔流量—壓力特性2、5、2液體流經(jīng)縫隙流量—壓力特性液體流經(jīng)孔口及縫隙的流量—壓力特性概述：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（直徑一般在1mm以內(nèi)），縫隙雖窄（寬度一般在0、1mm以下），但其作用卻不可等閑視之。2、5、1小孔流量——壓力特性薄壁小孔流量壓力特性短孔和細(xì)長孔的流量壓力特性流量通用方程小孔流量——壓力

3、特性薄壁小孔l/d≤0·5孔口分類<細(xì)長小孔l/d>4短孔0、5

4、vCcCc=A2/AT=d22/d2A=πd2/4液流完全收縮情況下（D/d≥7）：當(dāng)Re≤105Cq=0、964Re-0、05當(dāng)Re>105Cc=0.61∽0.63Cv=0.97∽0.98Cq=0.6∽0.62液流不完全收縮時（D/d<7），查表2、5、1薄壁小孔流量壓力特性結(jié)論：∵q∝√△p，與μ無關(guān)?！嗔鬟^薄壁小孔的流量不受油溫變化的影響。短孔和細(xì)長孔的流量壓力特性短孔：q=CqAT√2△p/ρCq可查圖2、5、2細(xì)長孔：q=πd4△p/128μl=πd2△p/32μl=CA△p結(jié)論：∵q∝△p反比于μ∴流量受油溫變化影響較大（T

5、↑μ↓q↑）流量通用方程∵薄壁孔：q=CqAT√2△p/ρ=Cq√2/ρAT√△p短孔：q=CqAT√2△p/ρ=Cq√2/ρAT√△p細(xì)長孔：q=πd4△p/128μl=1/32μlπd4/4△p∴流量通用方程：q=CAT△pф液體流經(jīng)縫隙的流量—壓力特性平面縫隙常見縫隙<環(huán)狀縫隙壓差流動縫隙流動狀況<剪切流動壓差流動固定平行平板縫隙流量壓力特性如圖2、5、3：設(shè)縫隙度高為δ，寬度b,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)面所受摩擦切應(yīng)力為τ+dτ和τ，則在水平方向受

6、力平衡方程為：pbdy+(τ+dτ)bdx=(p+dp)bdy+τbdx整理后得：dτ/dy=dp/dx動畫演示壓差流動固定平行平板縫隙的流量壓力特性∵τ=μ·du/dy∴d2u/dy2=1/μ·dp/dx上式對y兩次積分得：u=dp/dx·y2/2μ+C1y+C2由邊界條件：當(dāng)y=0,u=0y=δ,u=u0則有：C1=-δdp/dx/2μ,C2=0此外，在縫隙液流中，壓力沿x方向變化率dp/dx是一常數(shù)，有:dp/dx=p2-p1/l=-(p1-p2)/l=-△p/lu=(δ-y)y·△p/2μl故q=∫0hubdy=b∫0h△p·(

7、δ-y)ydy/2μl=bδ3△p/12μl壓差流動固定平行平板縫隙流量壓力特性結(jié)論：在壓差作用下，通過固定平行平板縫隙的流量與縫隙高度的三次方成正比，這說明，液壓元件內(nèi)縫隙的大小對其泄漏量的影響是很大的。相對運(yùn)動平行平板縫隙流量壓力特性相對運(yùn)動平行平板縫隙（見圖2、5、4）剪切流動時：q=vbδ/2壓差與剪切流動時：q=bδ3△p/12μl±vbδ/2剪切與壓差流動方向一致時，取正號<剪切與壓差流動方向相反時，取負(fù)號液體流經(jīng)環(huán)形縫隙的流量壓力特性液壓缸缸筒與活環(huán)形縫隙<閥芯與閥孔同心分類<偏心同心環(huán)形縫隙流量如圖2、5、5：設(shè)圓柱體直

8、徑為D，縫隙厚度為δ，縫隙長度為l,若沿圓周展開，相當(dāng)于平行平板縫隙，b=πD∴q=πDδ3△p/12μl±πDδv/2當(dāng)相對速度V=0時，其流量公式為：q=πDδ3·△p/12μl偏心環(huán)形縫隙流量設(shè)偏心距