1、华中科技大学液压流体力学n 液体静力学 研究液体在静止状态下的力学规律及其应用n 液体动力学 研究液体流动时流速和压力的变化规律n 管道中液流的特性 用于计算液体在管路中流动时的压力损失n 孔口及缝隙的压力流量特性 是分析节流调速回路性能和计算元件泄漏量的理论依据n 液压冲击和气穴现象华中科技大学静压力及其特性n 液体的静压力n 静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。 p=limF/A （ A 0）n 若在液体的面积 A上所受的作用力 F为均匀分布时，静压力可表示为 p = F / A n 液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力。n 液体静压力的特性n 液体静压力垂直于
2、承压面，方向为该面内法线方向。n 液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。华中科技大学静压力基本方程式n 静压力基本方程式 p=p0+gh n 重力作用下静止液体压力分布特征 ：n 压力由两部分组成：液面压力 p0， 自重形成的压力 gh。n 液体内的压力与液体深度成正比。n 离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面。n 静止液体中任一质点的总能量 p/g+h 保持不变，即能量守恒。n 压力的表示法及单位 绝对压力 以绝对真空为基准进行度量 相对压力或表压力 以大气压为基准进行度量 真空度 绝对压力不足于大气压力的那部分压力值单位 帕
3、Pa ( N / m2)华中科技大学帕斯卡原理n 图示是应用帕斯卡原理的实例 作用在大活塞上的负载 F1形成液体压力 p= F1/A1 为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力 F2= pA2= F1A2/A1 由此可得n 液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。n 液体内的压力是由负载决定的 。 在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点，这就是帕斯卡原理。也称为静压传递原理。华中科技大学静压力对固体壁面的作用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n 当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力 F = p A ， 方向垂直于该平面。n 当固体壁面
4、为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作用力 F = p Ax ， Ax 为曲面在该方向的投影面积。华中科技大学液体动力学基本概念 通流截面 垂直于流动方向的截面，也称为过流截面。 流量 单位时间内流过某一通流截面的液体体积，流量以 q表示，单位为 m3 / s 或 L/min。 平均流速 实际流体流动时，速度的分布规律很复杂。假设通流截面上各点的流速均匀分布，平均流速为 v=q/A。华中科技大学流量连续性方程流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达方式。 液体在管内作恒定流动，任取 1、 2两个通流截面，根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体流量相等，即：1v1 A1 = 2v
5、2 A2 不考虑液体的压缩性则得 q = v A = 常量 流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是不变的。因而流速与通流截面的面积成反比。华中科技大学伯努利方程 n 理想流体的伯努利方程 n p1 /g + Z1 + v12 / 2g = p2 /g + Z2 + v22 / 2gn 在管内作稳定流动的理想流体具有压力能，势能和动能三种形式的能量，它们可以互相转换，但其总和不变，即能量守恒。n 实际流体的伯努利方程 n p1/g + Z1+1v12/ 2g = p2 /g+ Z2+2 v22/ 2g + hwn 实际流体存在粘性，流动时存在能量损失， hw 为单位质量液体在两截面之间流动的能量损失。n 用平均流速替代实际流速， 为动能修正系数。伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的表达方式。液体在管内作恒定流动，任取两个截面 1、 2，有：华中科技大学管道流动 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转弯或通过阀口会产生撞击和旋涡，因此液体流动时必然会产生阻力。为了克服阻力，流动液体会损耗一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来表示。压力损失即是伯努利方程中的 hw项。压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。液流在管道中流动时的压力损失和液流运动状态有关。n 流态、雷诺数n 沿程压力损失n 局部压力损失华中科技大学流态，雷诺数n 雷诺实验装置
