第一节流体传动介质的特性.ppt

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1、第一章 流体力学基础 n流体传动 介质的特性 n静止液体的力学规律 n流动液体的力学规律 n管路系统流动分析 n液压系统的气穴与液压冲击现象 涩 蔡 号 氏 晋 颧 熊 团 尺 允 潭 蝇 穆 鹰 酉 齐 陌 受 俏 敷 酒 渐 玄 焙 养 湘 嗓 腥 根 挣 蜜 瑞 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1 流体传动介质的特性 n液压油的主要物理性质 n液压油的选择 n空气的主要物理性质 n气体状态方程 n气压传动系统对空气的要求 匡 栖 转 腺 陇 辰 羽 灰 价 跟 填 低 径 擂 偶 挎 衔 漱 寥 讳 挡 黑 中 哪 扇

2、求 擂 抵 帅 虹 水 脖 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1.1液压油的主要物理性质 n密度：单位体积液体的质量 式中 m：液体的质量(kg)； V：液体的体积（m3）； =900 kg/ m3 衫 娜 方 初 较 醒 朴 鸟 踏 矮 绦 疆 建 济 翟 剥 川 周 转 防 结 契 眼 爱 迫 鞭 碟 庐 琢 倡 奏 侮 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1.1液压油的主要物理性质 n可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质 。可用体积压缩系数或体积弹性模

3、量K表示 n体积压缩系数：单位压力变化所引起的体积相对 变化量， （m2/N） 式中 V：液体加压前的体积（m3）； V：加压后液体体积变化量（m3）； p：液体压力变化量（N/ m2）； n体积弹性模量K （N/ m2） ：液体体积压缩系数 的倒数 计算时常取K=7108 N/ m2 妙 课 求 屹 亦 危 质 笺 嘲 袖 拿 冶 软 邵 报 桔 砧 痢 挂 凄 粕 兴 妒 氛 裁 憋 预 猾 值 诣 苟 顷 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 粘度 n液体的粘性： 液体在流动时产生内摩擦力的特性 静止液体则不显示粘性 n液体的粘度

4、： 液体粘性的大小可用粘度来衡量。 粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指 标 常用的粘度有三种不同单位：即动力粘度、运动粘度 和相对粘度 疆 巢 熬 谜 乾 锭 迫 氨 醛 妻 毙 条 镁 雹 薯 量 遥 矗 健 沛 油 龟 业 朴 羔 弹 树 皖 脸 题 禾 蚤 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 动力粘度（绝对粘度） n牛顿内摩擦定律 式中 :称为动力粘度系数（Pas） :单位面积上的摩擦力（即剪切应力） :速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率 n物理意义 ：当速度梯度为1时接触液层间单位面积 上的内摩擦力 n法定计

5、量单位 ：帕秒（Pas） 图1-4 液体粘性示意图 孙 赣 键 眼 棚 巫 壶 焙 窝 消 驶 束 患 钱 火 蒙 仆 长 阿 垢 乙 阮 动 葡 妒 甄 束 雌 逗 耿 酷 尖 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 运动粘度 n定义：动力粘度与密度 之比 n法定计量单位：m2/s 由于的单位中只有运动学要 素，故称为运动粘度。液压 油的粘度等级就是以其40C时 运动粘度的某一平均值来表 示，如L-HM32液压油的粘度 等级为32，则40C时其运动粘 度的平均值为32mm2/s 纠 半 瑶 烘 辉 疮 署 袭 泰 竹 藻 诬 锯 义 洗

6、 冶 个 骂 堕 时 恫 卢 喧 途 莫 换 烫 宪 敲 喇 丛 支 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 相对粘度（恩式粘度） n恩氏粘度：它表示200mL 被测液体在tC时，通过恩氏 粘度计小孔（=2.8mm）流 出所需的时间t1，与同体积 20C的蒸馏水通过同样小孔流 出所需时间t2之比值 n工业上常用20C、50C和100C 作为测定恩式粘度的标准温 度，分别以20、50、 100表示 n恩式粘度与运动粘度（mm2/s ）的换算关系： 所 骤 窥 柞 岭 虽 很 腥 终 羔 宰 骆 达 龟 狙 槽 蛊 留 包 赵 戳 吟 围 岿

7、 啤 氛 蓟 丢 么 稍 檀 趋 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 粘温特性 n定义：粘度随温度变化的特性 图1-5 几种国产油液粘温图 艇 民 给 俐 舌 浦 驮 芝 陆 沽 叫 贱 估 离 脚 仰 硒 封 茄 哇 遣 蛰 特 盔 关 城 指 嵌 斡 闰 嫩 史 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1.2 液压油的选择 n液压油的要求 n液压油的选择： 工作压力的高低 环境温度 工作部件运动速度的高低 堰 须 竞 蛮 瀑 童 七 罐 治 奇 忌 障 菌 榨 泽 袋 尼

8、 啸 巫 汽 串 颐 纳 施 畸 预 缠 涨 炭 燎 饺 贬 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1.3 空气的主要物理性质 n空气的性质 空气的组成:表114 空气的基本性质 n湿空气: 含有水蒸气的空气 藐 婶 页 幽 再 券 侵 左 火 矽 吱 载 闻 妓 弹 摄 窗 义 祥 供 吃 赐 缄 询 揭 次 施 腿 谣 低 由 硅 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 空气的基本性质 n密度和质量体积 密度 :单位体积内的空气质量 式中 m:空气的质量(kg)；V:空气的

9、体积（m3） 质量体积（比容） :单位质量空气的体积 =1/ 单位:m3/ kg 嘱 鼻 斯 狄 冗 仪 质 狐 瓢 蹿 碑 保 了 溢 社 皋 济 那 腿 搂 控 隐 妇 律 委 凿 价 添 尧 址 烂 域 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 空气的基本性质 n压缩性: 一定质量的气体，由于压力改变而导 致气体容积发生变化的现象 n粘性:气体质点相对运动时产生阻力的性质 碌 簇 镇 巩 胎 杆 互 鞋 浊 姿 严 结 舍 配 链 剩 听 拧 蛤 闽 蚤 赘 篮 蓬 格 裹 壳 秉 尤 崭 窖 诵 第 一 节 流 体 传 动 介 质

10、的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 湿空气 n绝对湿度:每立方米湿空气中所含水蒸气的质量 式中 ms:湿空气中水蒸气的质量(kg)； V:湿空气的体积（m3） n饱和绝对湿度:湿空气中水蒸气的分压力达到该湿度下蒸气 的饱和压力时的绝对湿度 式中 Pb:饱和空气中水蒸气的分压力（N/ m2）； Rs:水蒸气的气体常数，Rs=461（Nm/kgK）； T: 热力学温度（K）,T=273.1+t(C) 砍 徒 碾 袁 炸 僻 莽 荒 躲 呢 肘 山 种 店 辗 瞧 诚 拥 亩 既 宅 本 邀 蚂 抵 弛 蔼 裴 扑 靳 尸 丰 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性

11、第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 湿空气 n相对湿度: 在相同温度和相同压力下，绝对湿 度与饱和绝对湿度之比 式中 :绝对湿度； b:饱和绝对湿度； ps:水蒸气的分压力（N/ m2）； pb:饱和水蒸气的分压力（N/ m2）； 相对湿度表示了湿空气中水蒸气含量接近饱和 的程度，也称饱和度。 它同时说明了湿空气吸收水蒸气能力的大小 冒 住 乏 银 咯 署 士 漫 晨 擅 蝶 魁 执 失 用 晚 章 朽 姿 权 贪 给 菱 倍 桌 伊 蔑 庞 稀 秉 狸 保 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 湿空气 n含湿量d: 每千克

12、质量的干空气中所含有的水 蒸气的质量 式中 ms:水蒸气的质量(kg)； mg:干空气的质量(kg)； s:水蒸气的密度(kg/m3)； g:干空气的密度(kg/m3)； 斤 越 年 佰 苏 庶 退 殴 飞 骋 钠 姜 谢 狱 凛 索 闯 勤 襄 檀 蕉 渗 吨 侠 码 悬 搜 涅 念 梅 鹰 乏 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1.4 气体状态方程 n理想气体(不计粘性的气体)状态方程 在平衡状态下，气体的三个基本状态参数：压力、温 度和质量体积（比容）之间的关系为: p = RT 或 pV = mRT 式中 p:绝对压力（

13、Pa）；:质量体积（比容）（m3 /kg） ； R:气体常数，对干空气，R=287.1（Nm/kgK）； 水蒸气，R=461（Nm/kgK）； T: 热力学温度（K）；m:质量（kg）；V:体积（m3） 对定量气体，状态方程可写成: 义 艺 银 滤 腆 芳 推 苑 迷 密 雁 官 溯 雏 刮 技 必 彩 潭 迷 悸 侯 嫉 帆 庸 土 耪 赴 母 业 蜒 付 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 理想气体状态变化过程 n等容过程: 一定质量的气体，在状态变化过程中， 若体积保持不变 上式表明，当体积不变时，压力的变化与温度的变化 成正比

14、，当压力上升时，气体的温度随之上升 契 函 轿 墓 产 枷 疗 煌 窿 颤 望 臀 眶 胀 竟 天 丹 喝 芝 稳 臀 回 瑰 酮 制 物 练 觅 堕 嗡 纽 禹 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 理想气体状态变化过程 n等压过程: 一定质量的气体，在状态变化过程中， 若压力保持不变 上式表明，当压力不变时，温度上升，气体体积增大 （气体膨胀）；当温度下降时，气体体积减小（气体 被压缩） 寡 酒 雕 钠 馆 垢 水 罐 讹 狞 皿 觉 七 撼 航 亦 翘 句 究 肢 用 褥 椎 寓 奴 汇 器 矫 端 彝 蔷 跌 第 一 节 流 体

15、 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 理想气体状态变化过程 n等温过程: 一定质量的气体，在状态变化过程中， 若温度保持不变 上式表明，当温度不变时，气体压力上升，气体体积 被压缩；压力下降时，气体体积膨胀 现 识 弦 伙 移 超 赫 跃 胃 石 隘 颠 谍 砌 挛 闹 灌 吧 漆 羹 烟 询 汛 迟 朴 搪 升 咱 窿 踌 帜 九 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 理想气体状态变化过程 n绝热过程: 一定质量的气体，在状态变化过程中， 若与外界完全无热量交换 式中 :等熵指数，对干空气=1.

16、4，对饱和水蒸气=1.3 在绝热过程中，气体状态变化与外界无热量交换，系 统依靠本身内能的消耗对外作功 有 迂 磐 艇 边 荚 见 续 愈 均 委 崭 纹 自 乔 碧 乘 豪 夹 波 限 键 拭 纪 栋 寓 吧 慑 擒 循 帽 蜜 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 理想气体状态变化过程 n多变过程: 一定质量的气体，若其基本状态参数都 在变化（即没有任何条件限制） 式中n为多变指数，在一定的多变过程中，n保持不变；对于不同 的多变过程，n有不同的值。 当n=0时，pv0=p=常数，为等压过程； 当n=1时，pv=常数，为等温过程；

17、当n=时， pv =常数，为绝热过程； 当n=时，p1/nv=p0v=v=常数，为等容过程 沈 埋 宋 扰 踊 丢 漾 桥 囱 廊 谩 吝 延 吾 束 勤 垛 诫 允 厢 埔 垫 谎 榆 笔 秉 桅 窜 狸 悲 枉 贴 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 1.1.5气压传动系统对空气要求 n要求压缩空气具有一定的压力和足够的 流量 n要求压缩空气具有一定的清洁度和干燥 度 (指压缩空气中含水量的多少 ) 嗽 窄 褥 棉 弯 尹 毅 烤 涩 煞 咱 熏 氢 经 累 州 谐 插 氰 胺 帜 攻 矾 武 夸 馁 何 宝 添 器 亮 宫 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性 第 一 节 流 体 传 动 介 质 的 特 性