流体力学与液压传动基本知识练习题
一、解释概念：
1.流体的粘性；
2.层流；
3.紊流；
4.稳定流动；
5.非稳定流动；
6.流体的密度；
7.流体的重度
8.压缩性和膨胀性；.
9.绝对压力；10.相对压力；11.真空度；12.过流断面；13.流量；14.；等压面15.理想流体；
16.流体的静压力；17.沿程损失；18.局部损失；19.液压传动；20.液压系统；
21.单作用马达；22.双作用泵；23.液压泵的排量；24.泵的理论流量；25.泵的实际流量；26.泵的额定流量；27.泵的工作压力；28.困油现象；29. 换向阀的“位”和“通”：
30.滑阀机能；31.节流调速；32.容积调速。
二、填空：
1.液体的流态分为___________和__________两种，判别流态的表达式为________。影响流态的因素有流速、管径和粘度。
2.理想液体稳定流动时，液流中任意断面处流体的总能量由___________、___________、和_________组成，三者之间可以互相_________ ，但_________ 为一定值。
3.液体的流动状态由________ 来判别，流态分为_________ 和_________。
4.绝对压力等于大气压力_________________，真空度等于大气压力__________________。
5.液压油(机械油)的牌号是用___________________表示的。N32 表示__________________。
6.液压系统中的压力损失分为两类，一类是_______________，另一类是______________。
7.表压力是指____________，负表压力是指___________ 。
8.常用的液压泵有_________，_________和__________三大类。__________液压泵不能变量。
9.液压泵将____________转换成____________，为系统提供______________ ；液压马达将___________转换成____________ ，输出_________ 和__________ 。
10.叶片泵通过_______________可以实现变量。双作用叶片泵也称_________量泵，单作用叶片泵也称________量泵。
11.外啮合齿轮泵的____________、____________、____________是影响齿轮泵性能和寿命的三大问题。
12.轴向柱塞泵改变_______ 的倾角可改变________和_______ 。
13.径向柱塞泵改变排量的途径是________________________ 。轴向柱塞泵改变排量的途径是。
14.溢流阀是利用______________________________来控制系统__________的元件。它的用途有两个，一是用来________________，其阀口是_________的；二是起_____________作用，其阀口是__________。
15.调速阀是由________ 和_______ 串联而成的，前者起________ 作用，后者起_________作用。
16.液体粘度的表示方法有、和三种。可用于表示液压油的牌号，易于测量。
17.高速小扭矩液压马达常用的结构形式有，和三种。
属于低速大扭矩液压马达。
18.液压马达将转换成，输出；液压泵将转换成，为系统提供。
19.双作用叶片泵一般为量泵；单作用叶片泵一般为量泵。
20.齿轮泵工作时，缸孔在过渡中要经历"容积在封死状态下变化"的过程称为。为了消除这种现象，通常采用开的办法。
21. 根据液压控制阀在液压系统中的作用可分为控制阀；控制阀
和控制阀，分别调节、控制液压系统中液流的、和。
22. 溢流阀在液压系统中起作用，当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是
的，溢流量为，当溢流阀进口压力等于调整压力时，溢流阀阀口
是，溢流阀开始。
23. 当其控制油口无控制压力油作用时，只能导通，当有控制压力油作用时，正、反向均可导通。
24、调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差。
25、在进油路节流调速回路中，当节流阀的通流面积调定后，速度随负载的增大而。
26、液压泵的卸荷有卸荷和卸荷两种方式。
27、单向阀的作用是，正向通过时应，反向时应。。
28、按阀芯运动的控制方式不同．换向阀可分为、、、、
换向阀。
29、电液换向阀是由和组成。前者的作用是，后者的作用是。
30、液压系统中常用的溢流阀有和两种。前者一般用于；后者一般用于。
31、溢流阀是利用油压力和弹簧力相平衙的原理来控制的油液压力。一般
外泄口。
32、溢流阀在液压系统中，主要起、、、和
的作用。
33、压力继电器是一种能将转变为的转换装置。压力继电器能发出电信号的最低压力和最高压力的范围．称为。
34.溢流阀调定的是压力，而减压阀调定的是压力：溢流阀采用泄，而减压阀采用泄。
35. 一个完整的液压系统都是由以下五部分组成：、、、和组成。其中是传递能量的介质。
36.液压马达进油压力或输出扭矩的大小，决定于的大小。当液压马达的排量一定时，其输出转速仅与有关。
37.齿轮泵的泄漏一般有三个渠道：；；。其中以最为严重。
38.液压传动中的工作液体作用有两个。一是；二是。
39. 电液换向阀是由和组成。前者的作用是，后者的作用是。
40.在定量泵供油的系统中，用实现对定量执行元件的速度进行调节，这种回路称为。
三、判断题
1.液压泵的工作压力取决于液压泵的公称压力。（）
2.在齿轮泵中，为了消除困油想象，在泵的端盖上开卸荷槽。（）
3.液压马达的实际输入流量大于理论流量。（）
4.伸缩缸的活塞伸出顺序是
5.液压缸的运动速度取决于压力和流量。
6.当液压缸的活塞杆固定时，其左腔通压力油，则液压缸向左运动。
7.单往塞缸靠液压油能实现两个方向的运动。
8.液压缸差动连接时，液压缸产生的作用力比非差动连接时的作用力大。
9.背压阀的作用是使液压缸回油腔中具有一定的压力，保证运动部件工作平稳。（）
10通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。
11.当将液控单向阀的出油口与油箱连接时，其即成为卸荷阀。
12.直控顺序阀利用外部控制油的压力来控制阀芯的移动。
13.液控单向阀正向导通，反向截止。
14.顺序阀可用作溢流阀用。
15.流体在管道中流动的阻力与管径成正比，与管长成反比，与流体的流动状态有关。（）
16.液压马达和液压泵在结构上相似，二者能可逆工作。（）
17.单作用叶片泵可通过改变定子和转子的偏心距来调节流量。（）
18.当液压缸的活塞杆固定时，其左腔通压力油，则液压缸向左运动。（）
19.齿轮泵的转速越高，其排出的油液压力越大。（）
20.液压缸差动连接时，降低了液压缸的推力，但提高了速度。（）
21.当油液压力不稳定时，在回路中串入一溢流阀可得到一个稳定的较低的压力。（）
22.通过节流阀的流量与其通流面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。（）
23.流体总是从压力高处向压力低处流动。()
24.流体总是从总能量高处向总能量低处流动。（）
25.在叶片马达中，叶片应后倾安放。( )
26.溢流阀调定的是进口压力，减压阀调定的是出口压力。( )
27.液压缸的运动速度取决于输入液体的压力。( )
28.液压泵的工作压力取决于泵本身的性能。( )
29.液控单向阀就是经液控可反向通液的单向阀。( )
30.安全阀的调定压力应高于液压系统的最大工作压力。( )
四、问答
1.液压泵的工作压力取决于什么？
2.什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么?
3.为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定?
4.液压泵要完成吸油和压油，必须具备的条件是什么？
5.什么是容积式液压泵?它是怎样进行工作的?这种泵的实际工作压力和输油量的大小各取决于什么?
6.什么是泵的排量、流量？
5.在单、双叶片泵中叶片沿径向为什么有倾角，各解决什么问题？
6.双作用式叶片泵中，配油盘的配油窗口为什么开一个三角沟槽？
7.柱塞泵为什么输出压力较高？
8.液压马达和液压泵在结构上是否相似，能否可逆工作。
9.叶片式液压马达的叶片安装倾角是多少？
10.当液压缸的活塞杆固定时，其左腔通压力油时，则液压缸向哪个方向运动？
11.单活塞杆双作用液压缸，活塞杆外伸时，输出的推力和速度与活塞杆缩回时输出的拉力和速度是否相同，为什麽？
12.比较液压缸差动连接时，产生的作用力与非差动连接时的作用力的大小。差动连接应用在什么场合?
13.节流阀是否可作背压阀使用？
14.通过节流阀的流量与其通流面积以及阀两端的压力差有何关系？
15.液控单向阀是怎样导通和截止的？
16.顺序阀能否用作溢流阀用？
17.背压阀的作用是什么？
18.液压泵在公称压力下的流量和液压泵的理论流量是何关系？
19.顺序阀主阀芯上部的泄漏液体必须经单独的外泄口引入油箱吗？
20.何谓换向阀的“通”和“位”? 并举例说明。
21.试说明三位四通阀O 型、M 型、H 型中位机能的特点和它们的应用场合。
22.电液换向阀适用于什么场合?
23.分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。
24.顺序阀是稳压阀还是液控开关?顺序阀工作时阀口是全开还是微开?溢流阀和减压阀呢?
25.先导式溢流阀的阻尼孔起什么作用?如果它被堵塞将会出现什么现象?
26.滑阀的控制方式有几种？
27.试述溢流阀有液压系统中都有哪些用途？
28.顺序阀能否用溢流阀代替？
30.哪些阀可以作背压阀？
31.影响流量阀流量稳定的因素有哪些？
32.调速阀的流量稳定性为什么比节流阀好？
33.节流阀与调速阀有何区别?分别应用于什么场合？
34.什么叫流体的静压力？它有哪些特性?
35.简述液压泵的工作原理？
36.何谓换向阀的“通”和“位”? 并举例说明。
37.液压传动是怎样实现能量传递的？它有哪两个工作特性？
38.简述液压马达的工作原理？
39.为什么高压系统普遍采用柱塞泵？
40.为什么调速阀比节流阀的调速性能好?二者有什么本质区别？两种阀各用在什么场合较为合理？
41.用画图和式子分别表示出绝对压力p、相对压力p b和真空度p z三者之间的关系。
42.液压传动的基本组成部分有哪些？各部分的作用是什么？
43.液压泵工作时必须满足的三个基本条件是什么？
44.叶片泵的径向密封采用哪些方法?
45.说明斜轴式轴向柱塞泵的工作原理。它有什么优点?
46.说明齿轮式、叶片式及斜轴式轴向柱塞马达的工作原理。
47.分析增压缸的工作原理。
48.说明减压阀、顺序阀的工作原理。
五、看图分析
1.闭式液压系统
（1）写出下图中各液压元件的名称：
（2）该系统中包含哪几个回路？每个回路由哪些原件组成？
1－2－
3－4－
5－6－
7－8－
9－10－
2.开式液压系统
（1）写出下图中各液压元件的名称：
（2）该系统中包含哪几个回路？每个回路由哪些原件组成？
六、计算题
1. 如右图所示，油管水平放置，1-l 断面和 2-2
断面处的直径为 d 1,d 2 ，液体在管路内作连续流动，
若不考虑管路内能量损失。
(1) 断面 1-1 、2-2 处哪一点压力高? 为什么?
(2) 若管路内通过的流量为Q ，试求断面1-1和
断面2-2 两处的压力差Δ p 。
2. 已知水泵流量Q ＝20L/s ，吸水管直径d 2＝100mm ，
吸水管能量损失hw ＝3mH 2O ，若水泵最大允许吸上真空
高度Hs ＝7m ，试求水泵的安装高度Hg 。
3. 如下图所示，两端连通的水管，A 处直径d A =0.25m ，压力p A ＝78.5kPa ，B 处直径d B =0.5m ，压力p B ＝49.1kPa ，流速v B ＝1.2m/s ，A 、B 两断面中心的间距z 0＝1m ，试求A 、B 两断面之间的能量损失和水流方向。
1－ 2－
3－ 4－
5－
4. 有一排水管道，其内径d＝150mm，管长L＝360m，管道局部装置为：90°弯头（ξ＝0.291）4个，闸板阀（ξ＝0.26）1个。沿程阻力系数λ＝0.03，若管道中的流量Q＝216m/h，求总能量损失。
第1章 流体力学的基本概念 流体力学是研究流体的运动规律及其与物体相互作用的机理的一门专门学科。本章叙述在以后章节中经常用到的一些基础知识，对于其它基础内容在本科的流体力学或水力学中已作介绍，这里不再叙述。 连续介质与流体物理量 连续介质 流体和任何物质一样，都是由分子组成的，分子与分子之间是不连续而有空隙的。例如，常温下每立方厘米水中约含有3×1022 个水分子，相邻分子间距离约为3×10－8 厘米。因而，从微观结构上说，流体是有空隙的、不连续的介质。 但是，详细研究分子的微观运动不是流体力学的任务，我们所关心的不是个别分子的微观运动，而是大量分子“集体”所显示的特性，也就是所谓的宏观特性或宏观量，这是因为分子间的孔隙与实际所研究的流体尺度相比是极其微小的。因此，可以设想把所讨论的流体分割成为无数无限小的基元个体，相当于微小的分子集团，称之为流体的“质点”。从而认为，流体就是由这样的一个紧挨着一个的连续的质点所组成的，没有任何空隙的连续体，即所谓的“连续介质”。同时认为，流体的物理力学性质，例如密度、速度、压强和能量等，具有随同位置而连续变化的特性，即视为空间坐标和时间的连续函数。因此，不再从那些永远运动的分子出发，而是在宏观上从质点出发来研究流体的运动规律，从而可以利用连续函数的分析方法。长期的实践和科学实验证明，利用连续介质假定所得出的有关流体运动规律的基本理论与客观实际是符合的。 所谓流体质点，是指微小体积内所有流体分子的总体，而该微小体积是几何尺寸很小（但远大于分子平均自由行程）但包含足够多分子的特征体积，其宏观特性就是大量分子的统计平均特性，且具有确定性。 流体物理量 根据流体连续介质模型，任一时刻流体所在空间的每一点都为相应的流体质点所占据。流体的物理量是指反映流体宏观特性的物理量，如密度、速度、压强、温度和能量等。对于流体物理量，如流体质点的密度，可以地定义为微小特征体积内大量数目分子的统计质量除以该特征体积所得的平均值，即 V M V V ??=?→?'lim ρ （1-1） 式中，M ?表示体积V ?中所含流体的质量。 按数学的定义，空间一点的流体密度为 V M V ??=→?0 lim ρ （1-2）
测试题(液压传动) 姓名:得分: 一、填空题(每空2分,共30分) 1.液压系统中的压力取决于(),执行元件的运动速度取决于()。 2.液压传动装置由()、()、()和()四部分组成,其中()和()为能量转换装置。 3.仅允许油液按一个方向流动而反方向截止的液压元件称为()。 4.溢流阀为()压力控制,阀口常(),先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为()压力控制,阀口常(),先导阀弹簧腔的泄漏油必须单独引回油箱。 5.为了便于检修,蓄能器与管路之间应安装(),为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流,蓄能器与液压泵之间应安装()。 二、选择题(每题2分,共10分) 1.将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是()。 A.液压泵 B.液压马达 C.液压缸 D.控制阀 2.溢流阀一般是安装在()的出口处,起稳压、安全等作用。 A.液压缸
B.液压泵 C.换向阀 D.油箱。 3.液压泵的实际流量是()。 A.泵的理论流量和损失流量之和 B.由排量和转速算出的流量 C.泵的理论流量和损失流量的差值 D.实际到达执行机构的流量 4.泵常用的压力中,()是随外负载变化而变化的。 A.泵的输出压力 B.泵的最高压力 C.泵的额定压力 5.流量控制阀使用来控制液压系统工作的流量,从而控制执行元件的()。 A.运动方向 B.运动速度 C.压力大小 三、判断题(共20分)
1.液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小,与压力无关。() 2.流量可改变的液压泵称为变量泵。() 3.定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。() 4.当液压泵的进、出口压力差为零时,泵输出的流量即为理论流量。() 5.滑阀为间隙密封,锥阀为线密封,后者不仅密封性能好而且开启时无死区。() 6.节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。() 7.单向阀可以用来作背压阀。() 8.同一规格的电磁换向阀机能不同,可靠换向的最大压力和最大流量不同。() 9.因电磁吸力有限,对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液 换向阀。() 10.因液控单向阀关闭时密封性能好,故常用在保压回路和锁紧回路中。() 四、问答题(共40分) 1、说明液压泵工作的必要条件?(15分) 2、在实际的维护检修工作中,应该注意些什么?(25分) 一、1.(负载)(流量) 2.(动力元件)、(执行元件)、(控制元件)(辅助元 件)(动力元件)(执行元件)3.(单向阀)4.(进口)(闭)(出口)(开)5.(截止阀)(单向阀) 二、(A)(B)(C)(A)(B)
流体力学基础知识 第一节流体的物理性质 一、流体的密度和重度 流体单位体积内所具有的质量称为密度，密度用字母T表示，单位为kg/m3。流体单位体积内所具有的重量称为重度，重度用表示，单位为N/m?,两者之间的关系为 =「g , g 为重力加速度，通常g = 9. 806m/s2 流体的密度和重度不仅随流体种类而异，而且与流体的温度和压力有关。因为当温度和压力不同时，流体的体积要发生变化，所以其密度和重度亦随之变化。对于液体来讲，密度和重度受压力和温度变化的影响不大，可近似认为它们是常数。对于气体来讲，压力和温度对密度和重度的影响就很大。 二、流体的粘滞性 流体粘滞性是指流体运动时，在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。 所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值，用」来表示。 所谓运动粘度是指动力粘度」与相应的流体密度「之比，用、来表示。 运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关，对于同一流体，其值又随温度而异。气体的粘性系数随温度升高而升高，而液体的粘性系数则随温度的升咼而降低。 液体粘滞性随温度升高而降低的特性，对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的，因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后，才用油泵打出。但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的，因为润滑油温超过60C时，由于粘滞性下 降，而妨碍润滑油膜的形成，造成轴承温度升高，以致发生烧瓦事故。故轴承回油温度一般保持在以60C下。 第二节液体静力学知识 一、液体静压力及其特性 液体的静压力是指作用在单位面积上的力，其单位为Pa。 平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△卩，当厶F逐渐趋近于零时作用在厶F面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。 平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值，或小于另一些点的液体静压力值，因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的，为了表示 某点的实际液体静压力就需要引出点静压力的概念。
流体力学基本概念和基础知识（部分） 1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dy du A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。 水的黏滞性随温度升高而减小；空气的黏滞性随温度的升高而增大。（动力粘度μ体现黏滞性）通常的压强对流体的黏滞性影响不大，但在高压作用下，气液的动力黏度随压强的升高而增大。 2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？并对其进行说明。 连续介质（对流体物质结构的简化）、无黏性流体（对流体物理性质的简化）、不可压流体（对流体物理性质的简化） 3．什么是理想流体？ 不考虑黏性作用的流体，称为无黏性流体（或理想流体） 4．什么是实际流体？ 考虑黏性流体作用的实际流体 5．什么是不可压缩流体？ 流体在流动过程中，其密度变化可以忽略的流动，称为不可压缩流动。 6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？ 流体在静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向 7．为什么水平面必是等压面？
由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。 8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？ 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。 9．什么是阿基米德原理？ 无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积，也就是物体排开液体的体积。 10．潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？ 重力大于浮力，物体下沉至底。重力等于浮力，物体在任一水深维持平衡。重力小于浮力，物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。 11．等角速旋转运动液体的特征有那些？ （1）等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（2）在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。 12．什么是绝对压强和相对压强？两者之间有何关系？通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强？1个标准大气压值以帕（Pa）、米水柱（mH2O）、毫米水银柱（mmHg）表示，其值各为多少？ 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。压力表的度数是相对压强，通常说的也是相对压强。1atm=101325pa=10.33mH2O=760mmHg. 13．什么叫自由表面？和大气相通的表面叫自由表面。 14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？ 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流
1章液压传动基础知识 1、液压油的密度随温度的上升而，随压力的提高而。 2、在液压系统中，通常认为液压油是不可被压缩的。（） 3、液体只有在流动时才会呈现出，静止液体是粘性的。 4、液体的黏度是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的。 5、液压油压力增大时，粘度。温度升高，粘度。 6、进入工作介质的固体污染物有四个主要根源，分别 是、、和。 7、静止液体是指液体间没有相对运动，而与盛装液体的容器的运动状态无关。 8、液体的静压力具有哪两个重要的特性？ 9、液体静压力的基本方程是p=p +ρgh,它说明了什么？（如何看待液体静压力基本 方程？） 10、液体静压力基本方程所包含的物理意义是：静止液体中单位质量液体的 和可以互相转换，但各点的总能量却保持不变，即。 11、液体中某点的绝对压力是,大气压为 Mpa，则该点的真空度为 Mpa，相对压力 Mpa 12、帕斯卡原理是在密闭容器中，施加于静止液体上的压力将同时传到各点。 13、液压系统中的压力是由决定的。 14、流量单位的换算关系：1m3/s=( )L/min A 60 B 600 C 6×104 D 1000 15、既无粘性又不可被压缩的液体称为。 16、液体流动时，若液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，则这 种流动称为。 A 二维流动 B 时变流动 C 非定常流动 D 恒定流动 17、单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为。A 流量B 排量C 流速D 质量
18、在液压传动中，能量损失主要表现为损失。A 质量B 泄露C 速度 D 压力 19、压力损失主要有压力损失和压力损失两类。液体在等直径管中流动时， 产生压力损失；在变直径、弯管中流动时，产生压力损失。20、液体在管道中流动时有两种流动状态，即和，前者力 起主导作用；后者力起主导作用。液体的流动状态可用来判别。 21、当小孔的通流长度l与孔径d之比l/d≤时称之为小孔。 22、小孔的长径比l/d>4时称之为小孔。 23、在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称之为。 25、在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力 峰值，这种现象称为。 26、小孔的类型有三种：薄壁小孔、细长小孔、短孔，三种小孔的流量公式 为。 27、作用在液压缸活塞上的压力越大，活塞运动的速度越快。（） 28、在液压传动中，工作液体不起作用。 A 升温 B传递动力 C 传递速度 D 润滑液压元件 29、如图所示圆管，管中液体有左向右流动，已知管中通流断面的直径分别为 d 1=200mm，d 2 =100mm，通过通流断面1的平均流速v 1 =1.5m/s，求流量是多少？通过 通流断面2的平均流速是多少？
第一讲 液压传动基础知识 一、 什么是液压传动？ 定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。 二、液压传动系统由哪几部分组成？ 液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。 三、液压传动最基本的技术参数： 1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。 单位：工程单位 kgf/cm 2 法定单位：1 MPa （兆帕）＝ 106 Pa (帕) 1 MPa （兆帕）≈10 kgf/cm 2 2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。 单位：工程单位：L / min ( 升/ 分钟 ) 法定单位：m 3 / s 四、职能符号： 定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。 作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。如图： 操纵阀双向锁 YDF-42/200（G） 截止阀 过滤器 安全阀 千斤顶液控单向阀 五、常用密封件： 1.O 形圈： 常用标记方法： 公称外径（mm ） 截面直径 （mm ） 2.挡圈（O 形圈用）： 3.常用标记方法： 挡圈 A D × d × a
A型（切口式）; D外径（mm）；d内径（mm）；a厚度（mm） 第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁 一、控制阀： 1.定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。 2.分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类： 压力控制阀：如安全阀、溢流阀 流量控制阀：如节流阀 方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁 3.对阀的基本要求： （1）工作压力和流量应与系统相适应； （2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象； （3）密封性能好，泄漏量小； （4）结构简单，制作方便，通用性大。 二、液控单向阀结构与原理： 1.定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。一般单向阀只能使工作液一个方向流动，不能逆流，而液控单向阀可以由液压控制打开单向阀，使工作液逆流。 2. 3. 作用（以立柱液控单向阀为例）： ①升柱：把操纵阀打到升柱位置，高压液打开液控单向阀阀芯向立柱下腔供液，立柱活塞杆伸出。 ②承载：升到要求高度时继续供液3～5s后停止供液，此时液控单向阀在立柱下腔高压液体的压力作用下，阀芯关闭，闭锁立柱下腔中的液体，阻止立柱下腔的液体回流，使立柱承载。 ③降柱：把操纵阀打向降柱位置，从操作阀过来的高压液一路通向立柱上腔，一路打开液控阀阀芯，沟通立柱下腔回路，立柱下降。 4. 规格型号：
第2章液压流体力学基础?液压传动的工作介质 ?液体静力学 ?液体动力学 ?液体流动时的能力损失 ?孔口和缝隙流动 ?液压冲击和气蚀现象
什么是流体力学？什么是液压流体力学？?流体力学的研究对象是流体，研究流体的宏观运动、平衡规律及流体与固体的相互作用等。 ?液压流体力学是流体力学的一个组成部分，是研究液体静止和运动时的力学规律，以及应用这些规律解决液压技术中工程计算等问题的学科。 ?液压流体力学是学习液压传动技术所必需的基础知识。
液压流体力学的研究对象-液体所具有的特性：?连续性：液体是一种连续介质，这样就可以把液体的运动参数看作是时间和空间的连续函数，并有可能利用解析数学来描述它的运动规律。 ?不抗拉：由于液体分子与分子间的内聚力极小，几乎不能抵抗任何拉力而只能承受较大的压应力，不能抵抗剪切变形而只能对变形速度呈现阻力。 ?易流性：不管作用的剪力怎样微小，液体总会发生连续的变形，这就是液体的易流性，它使得液体本身不能保持一定的形状，只能呈现所处容器的形状。 ?均质性：液体的密度是均匀的，物理特性是相同的。
2.1 液压传动的工作介质?工作介质在液压系统中的作用?工作介质的种类 ?液压油的主要物理性质 ?液压系统对液压油的要求
1、工作介质在液压系统中的主要作用?①传递能量； ?②润滑； ?③将热量及污染物带走。
2、液压系统使用的工作介质种类 ?石油基液压油（最为常用，加入不同的添加剂，使之具有不同的物理特性，适用于不同的场合）?抗燃液压液（乳化液、高水基液、水-乙二醇液、磷酸酯液等） ?水（海水或淡水；优良的环保性、无可燃性，其他物理特性较差；用于特殊的场合）
第一章流体力学基本知识 学习本章的目的和意义：流体力学基础知识是讲授建筑给排水的专业基础知识，只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。 §1-1 流体的主要物理性质 1．本节教学内容和要求： 1.1本节教学内容： 流体的4个主要物理性质。 1.2教学要求： （1）掌握并理解流体的几个主要物理性质 （2）应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。 1.3教学难点和重点： 难点：流体的粘滞性和粘滞力 重点：牛顿运动定律的理解。 2．教学内容和知识要点： 2.1 易流动性 （1）基本概念：易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动性。 流体也被认为是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。 易流动性为流体区别与固体的特性 2.2密度和重度 （1）基本概念：密度——单位体积的质量，称为流体的密度即： M ρ= V M——流体的质量，kg ; V——流体的体积，m3。 常温，一个标准大气压下Ρ水=1×103kg/ m3
Ρ水银=13.6×103kg/ m3 基本概念：重度：单位体积的重量，称为流体的重度。重度也称为容重。 G γ= V G——流体的重量，N ; V——流体的体积，m3。 ∵G=mg ∴γ=ρg 常温，一个标准大气压下γ水=9.8×103kg/ m3 γ水银=133.28×103kg/ m3密度和重度随外界压强和温度的变化而变化 液体的密度随压强和温度变化很小，可视为常数，而气体的密度随温度压强变化较大。 2..3 粘滞性 （1）粘滞性的表象 基本概念：流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时，在流体中产生的切力就是这一性质的表 现。 为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示 设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+du,du为相邻流层的速度增值，设相邻流层的厚度为dy，则du/dy叫速度梯度。 由于各流层之间的速度不同，相邻流层间有相对运动，便在接触面上产生一种相互作用的剪切力，这个力叫做流体的内摩擦力，或粘滞力。 平板实验 （2）牛顿内摩擦定律 基本概念：牛顿在平板实验的基础上于1867年在所著的《自然哲学的数学原理》中提出了流体内摩擦力的假说——牛顿内摩擦定律： 当切应力一定时，粘性越大，剪切变形的速度越小，所以粘性又可定义为流体
第2章 液压流体力学基础 液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。因此，了解液体的主要物理性质，掌握液体平衡和运动的规律等主要力学特性，对于正确理解液压传动原理、液压元件的工作原理，以及合理设计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。 2.1液体的物理性质 液体是液压传动的工作介质，同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效地进行工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。 2.1.1液体的密度 液体的密度定义为 dV dm V m V =??=→?0lim ρ （2.1） 式中 ρ——液体的密度（kg/m 3）； ΔV ——液体中所任取的微小体积（m 3）； Δm ——体积ΔV 中的液体质量（kg ）； 在数学上的ΔV 趋近于0的极限，在物理上是指趋近于空间中的一个点，应理解为体积为无穷小的液体质点，该点的体积同所研究的液体体积相比完全可以忽略不计，但它实际上包含足够多的液体分子。因此，密度的物理含义是，质量在空间点上的密集程度。 对于均质液体，其密度是指其单位体积内所含的液体质量。 V m =ρ （2.2） 式中 m ——液体的质量（kg ）； V ——液体的体积（m 3）。 液压传动常用液压油的密度数值见表2.1。 表2.1 液压传动液压油液的密度 液压油的密度随温度的升高而略有减小，随工作压力的升高而略有增加，通常对这种变化忽略不计。一般计算中，石油基液压油的密度可取为ρ＝900kg/m 3。
2.1.2液体的可压缩性 液体受压力作用时，其体积减小的性质称为液体的可压缩性。液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数k 来表示，其定义为：受压液体在发生单位压力变化时的体积相对变化量，即 V V p k ??-=1 （2.3） 式中 V ——压力变化前，液体的体积； Δp ——压力变化值； ΔV ——在Δp 作用下，液体体积的变化值。 由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边必须冠一负号，以使k 成为正值。 液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量K ，简称体积模量。 V K p V =-?? （2.4） 体积弹性模量K 的物理意义是液体产生单位体积相对变化量所需要的压力。 表2.2表示几种常用液压油液的体积弹性模量。由表中可知，石油基液压油体积模量的数值是钢（K ＝2.06×1011Pa ）的1/(100～170)，即它的可压缩性是钢的100～170倍。 表2.2 各种液压油液的体积模量（20℃，大气压） 液压油的体积弹性模量与温度、压力有关。当温度增大时，K 值减小，在液压油液正常的工作范围内，K 值会有5%～25%的变化；压力增大时，K 值增大，但这种变化不呈线性关系，当p ≥3MPa 时，K 值基本上不再增大。 在常温下，纯液压油的平均体积弹性模量的值在(1.4～2) ×103MPa 范围内，数值很大，因此在液压传动中，一般认为液压油是不可压缩的。 当液压油中混入未溶解的气体后，K 值将会有明显的降低。在一定压力下，油液中混入1%的气体时，其体积弹性模量降低为纯油的50%左右，如果混有10%的气体，则其体积弹性模量仅为纯油的10%左右。由于油液在使用过程中很难避免混入气体，因此研究液压元件和系统动态特性时，必须考虑液压油可压缩性的影响，一般取K ＝700MPa 。 当考虑液体的可压缩性时，封闭在容器内的液体在外 力作用时的特征极象一个弹簧：外力增大，体积减小；外 力减小，体积增大。这种弹簧的刚度K h ，在液体承压面积 A 不变时，如图2.1所示，可以通过压力变化Δp ＝ΔF/A 、 体积变化ΔV=A Δl （Δl 为液柱长度变化）和式（2.4）求 出，即 V K A l F K h 2=??-= （2.5） 图2.1 油液弹簧的刚度计算简图
一.填空题： 1.液压油的主要物理性质有（密度）、（闪火点）、（粘度）、（可压缩性），液压油选择时， 最主要考虑的是油液的（粘度）。 2.液体受压力作用而发生的性质称为液体的可压缩性，当液压油中混有空气时，其抗压缩 能力将（降低）。 3.液压油的常见粘性指标有（运动）粘度、（动力）粘度、和（相对）粘度，其中表示液 压油牌号的是（运动）粘度，其单位是（厘斯）。 4.我国油液牌号以( 40℃)时油液的平均(运动）黏度的（cSt）数表示。 5.我国采用的相对粘度是（恩氏粘度），它是用（恩氏粘度计）测量的。 6.油的粘性易受温度影响，温度上升，（粘度）降低，造成（泄漏）、磨损增加、效率降低 等问题；温度下降，（粘度）增加，造成（流动）困难及泵转动不易等问题。 7.液压传动对油温变化比较敏感，一般工作温度在（15）~（60）℃范围内比较合适。 8.液压油四个主要的污染根源是（已被污染的新油）、（残留）污染、（侵入性）污染和（内 部生成）污染。 9.流体动力学三大方程分别为（连续性方程）、（伯努利方程）和（动量方程）。 10.在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 11.绝对压力等于大气压力+（相对压力），真空度等于大气压力－（绝对压力）。 12.根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细 的地方流速（大），管子粗的地方流速（小）。 13.理想液体的伯努利方程的物理意义为：在管内作稳定流动的理想液体具有（比压能）、 （比位能）和（比动能）三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以（相互转化），但总和为一定值。 14.在横截面不等的管道中，横截面小的部分液体的流速（大），液体的压力（小）。 15.液体的流态分为（层流）和（紊流），判别流态的准则是（雷诺数）。 16.由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损 失和（局部压力）损失两部分组成。 17.孔口流动可分为(薄壁)小孔流动和（细长）小孔流动，其中（细长）小孔流动的流量受 （温度）影响明显。 18.液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。19.通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正 比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 20.为防止产生（空穴），液压泵距离油箱液面不能太高。 21.在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现 象称为（液压冲击）。 二.判断题： 1.液压油具有粘性，用粘度作为衡量流体粘性的指标。（√） 2.标号为N32的液压油是指这种油在温度为40℃时，其运动粘度的平均值为32mm2/s。（√） 3.空气的粘度主要受温度变化的影响，温度增高，粘度变小。（√） 4.液压油的密度随压力增加而加大，随温度升高而减小，但一般情况下，由压力和温度引起的这种变化较小，可以忽略不计。（√） 5.液压系统对液压油粘性和粘温特性的要求不高。（×） 6.粘度指数越高，说明粘度随温度变化越小。（√）
第一章流体力学基本知识 学习本章的目的与意义:流体力学基础知识就是讲授建筑给排水的专业基础知识,只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。 §1-1 流体的主要物理性质 1．本节教学内容与要求: 1.1本节教学内容: 流体的4个主要物理性质。 1.2教学要求: （1）掌握并理解流体的几个主要物理性质 （2）应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。 1.3教学难点与重点: 难点:流体的粘滞性与粘滞力 重点:牛顿运动定律的理解。 2.教学内容与知识要点: 2、1 易流动性 (1)基本概念:易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动 性。 流体也被认为就是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。 易流动性为流体区别与固体的特性 2.2密度与重度 (1)基本概念:密度——单位体积的质量,称为流体的密度即: M ρ = V M——流体的质量,kg ; V——流体的体积,m3。 常温,一个标准大气压下Ρ水=1×103kg/ m3
Ρ水银=13、6×103kg/ m3 基本概念:重度:单位体积的重量,称为流体的重度。重度也称为容重。 G γ = V G——流体的重量,N ; V——流体的体积,m3。 ∵G=mg ∴γ=ρg 常温,一个标准大气压下γ水=9、8×103kg/ m3 γ水银=133、28×103kg/ m3 密度与重度随外界压强与温度的变化而变化 液体的密度随压强与温度变化很小,可视为常数,而气体的密度随温度压强变化较大。 2、、3 粘滞性 (1)粘滞性的表象 基本概念:流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时,在流体中产生的切力就就是这一性质的表 现。 为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示 设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+du,du为相邻流层的速度增值,设相邻流层的厚度为dy,则du/dy叫速度梯度。 由于各流层之间的速度不同,相邻流层间有相对运动,便在接触面上产生一种相互作用的剪切力,这个力叫做流体的内摩擦力,或粘滞力。 平板实验 (2)牛顿内摩擦定律 基本概念:牛顿在平板实验的基础上于1867年在所著的《自然哲学的数学原理》中提出了流体内摩擦力的假说——牛顿内摩擦定律: 当切应力一定时,粘性越大,剪切变形的速度越小,所以粘性又可定义为流体阻抗
流体力学与液压传动 1液体传动的工作原理是帕斯卡定律，即密封容积中的液体既可以传递力，也可以传递运动。 2 液压管路中的压力损失可以分为两种，一种是沿程压力损失，一种是局部压力损失。 3 液体的流态可分为层流和紊流，判别流态的准则是雷诺数。 4 在液压系统中，由于某些原因使液体压力急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 +5 齿轮泵特性，结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，成本低对液压油污染不太敏感，便于维修利用。 6 单作用叶片泵的工作原理：定子不动，叶片在转子内往复运动相邻两叶片形成密封O1 O2左半吸油，右半压油。 双作用叶片泵的工作原理：转子与定子同心，转子旋转时叶片靠在定子内，当r向R移动时吸油，当R-r时排出。 单作用叶片泵旋转一周完成吸，压油，双作用叶片泵旋转一周完成两次吸丶压油。 7 液压传动的密封方式：O型密封圈丶普通Y型密封圈丶西姆科密封圈丶新型同轴密封圈 8 直动溢流阀 9液体抑制阀类型：压力控制阀（溢流阀减压阀顺序阀平衡阀）流量控制阀（节流阀调速阀同步阀）方向控制阀（单向阀换向阀） 10调速回路类型：节流调速回路（进口节流式，出口节流式，劳路节流式）丶容积调速回路丶容积节流调速回路（变量与定量马达，定量泵与变量马达，变量泵与变量马达，变量泵-液压缸）丶速度换接回路 11粘性液体在外力作用下，分子间的相互运动产生一种内摩擦力大小用粘度来度量，温度高，粘度小，压力大，粘度大。 12减压阀原理：串联减压式压力负反馈 ①定值减压阀，出口压力恒定②定差减压阀，出口压力差大小恒定 13 14滤油器选用①有足够的过滤精度，滤芯中颗粒越小，精度越高②有足够的通油能力③滤芯便于清洗或更换④滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。 15液压泵和马达：都是靠密封的工作空间的容积变化进行工作。 液压泵将机械能→液压能为系统提供压力油以压力，流量形式传输到系统中，是系统动力源液压马达将液压能→机械能输出转矩转速 16 17我国采用的相对粘度是恩氏黏度，他是用恩氏粘度计测量的。 18 液压阀分类①按作用：方向控制阀，压力控制阀，流量控制阀 ②按控制方式：普通液压控制阀，伺服控制阀，比例控制阀 ③安装形式不同：管式，板式和拆装式 19帕斯卡原理：密闭容器中液体外切压力变化时，只要液体仍保持原来静止状态不变，液体中任一点的压力均发生同样大小变化，施加于静止液体上的压力将大小不变的传递到液体中个点 20 压力阀的反馈原理（压力负反馈）构造一个压力比较器，比较器是一个减法器，将代表期望压力大小的指令信号与代表实际压力大小的压力测量信号相减后，使其差值转化为阀口液阻的控制室，并通过阀口的调节使差值减小，这就是压力负反馈过程。 21 流量阀反馈原理（流量反馈）构造一个流量比较器和流量测量转换器，流量测量传感器的作用是将不便于直接比较的流量信号转化为便于比较的物理信号（力信号） 测量方法：压差法和位移法 22 连续方程（质量守恒定律）A1V1=A2V2
《流体力学与液压传动》考试试题 (A卷) 站点：姓名：专业：层次： 一、简明回答下列问题（27分，每小题3分） ⒈何谓液压传动？ ⒉简述液压油粘性的概念及其物理意义。 ⒊液体的流动状态有层流和紊流，不同流动状态的物理本质是什么？ ⒋简述伯努利方程的物理意义。 ⒌何谓背压？有哪些阀能形成恒定的背压？ ⒍何谓三位换向阀的中位机能？试画出H、Y机能。 ⒎什么是溢流阀的启闭特性？启闭特性表征溢流阀的什么性能？ ⒏液压系统中存在哪些能量损失的形式？应采取哪些措施来减小它们？ ⒐何谓调速回路的速度—负载特性？速度刚度？ 二、如图1，已知液压泵的流量q＝32L/min， 吸油管内径d＝20mm，泵的安装高度h＝500mm， 油液密度ρ＝0.9g/cm3，管中油液的流态为层 流，不计压力损失, 试求： ⒈管路中的流速？(2分) ⒉泵吸油口处的真空度？（5分） （3分） ⒊分析说明影响泵的安装高度的因素。 三、如图2容积调速系统，泵的最大排量 V p=160mL/r，转速np=1000r/min，机械效 率ηmp=0.9，总效率ηp=0.85；液压马达 的理论排量V m=140mL/r，机械效率η mp=0.9，总效率ηp=0.8，系统压力 p=8.5MPa，不计压力损失。求： ⒈液压马达的输出转速n（r/min）；（3分） ⒉液压马达的输出转矩T（Nm）；（3分） ⒊液压马达的输出功率P（KW）；（3分） 四、图3所示是减压阀的工作原理图。 ⒈写出主阀芯的受力平衡方程；(2分) ⒉说明减压阀工作原理；(5分) ⒊减压阀用在夹紧油路上时，夹紧缸夹紧 工件后，减压阀出油口无油液流出，此时， 减压阀在工作吗，为什么？（2分） 五、已知某YBP限压式变量叶片泵的流量— 压力特性曲线如图示。调整该流量—压力特
流体力学 11.1 流体的基本性质 1)压缩性 流体是液体与气体的总称。从宏观上看，流体也可看成一种连续媒质。与弹性 体相似，流体也可发生形状的改变，所不同的是静止流体内部不存在剪切应力，这是因为如果流体内部有剪应力的话流体必定会流动，而对静止的流体来说流动是不存在的。如前所述，作用在静止流体表面的压应力的变化会引起流体的体积应变，其大小可由胡克定律 v v k p ?-=? 描述。大量的实验表明，无论气体还是液体都是可以压缩的，但液体的可压缩量通常很小。例如在500个大气压下，每增加一个大气压，水的体积减少量不到原体积的两万分之一。同样的条件下，水银的体积减少量不到原体积的百万分之四。因为液体的压缩量很小，通常可以不计液体的压缩性。气体的可压缩性表现的十分明显，例如用不大的力推动活塞就可使气缸内的气体明显压缩。但在可流动的情况下，有时也把气体视为不可压缩的，这是因为气体密度小在受压时体积还未来得及改变就已快速地流动并迅速达到密度均匀。物理上常用 马赫数M 来判定可流动气体的压缩性，其定义为M=流速/声速，若M 2<<1，可视气体为不可压缩的。由此看出，当气流速度比声速小许多时可将空气视为不可压缩的，而当气流速度接近或超过声速时气体应视为可压缩的。总之在实际问题中若不考虑流体的可压缩性时，可将流体抽象成不可压缩流体这一理想模型。 2)粘滞性 为了解流动时流体内部的力学性 质，设想如图10.1.1所示的实验。在 两个靠得很近的大平板之间放入流 体，下板固定，在上板面施加一个沿 流体表面切向的力F 。此时上板面下
的流体将受到一个平均剪应力F/A 的作用，式中A 是上板的面积。 实验表明，无论力F 多么小都能引起两板间的流体以某个速度流动，这正是流体的特征，当受到剪应力时会发生连续形变并开始流动。通过观察可以发现，在流体与板面直接接触处的流体与板有相同的速度。若图10.1.1中的上板以速度u 沿x 方向运动下板静止，那么中间各层流体的速度是从0（下板）到u （上板）的一种分布，流体内各层之间形成流速差或速度梯度。实验结果表明，作用在流体上的切向力F 正比与板的面积和流体上表面的速度u 反比与板间流体的厚度l ，所以F 可写成 l u A F μ=， 因而流体上表面的剪应力可以写成 l u ?μ=τ。 式中l u 是线段ab 绕a 点的角速度或者说是单位时间内流体的角形变。若用微分形式表示更具有普遍性，这时上式可以改写成 dl du ?μ=τ， 或 dA dl du dF ? μ=。 上式就是剪应力所引起的一维流体角形变关系式，比例系数μ称为流体的粘滞系数，上式叫做牛顿粘滞性定律。μ为常数的流体称为牛顿流体，它反映了切应力与角形变是线性关系，μ不是常数的流体称为非牛顿流体。 流体的粘滞系数μ是反映流体粘滞性的大小的物理量，在国际单位制中，粘滞系数的单位是牛顿?秒/米2。所谓粘滞性是指当流体流动时，由于流体内各流动层之间的流速不同，引起各流动层之间有障碍相对运动的内“摩擦”，而这个内摩擦力就是上式中的切向力，物理学中把它称为粘滞阻力。因此上式实际上是流体内部各流动层之间的粘滞阻力。 实验表明，任何流体流动时其内部或多或少的存在粘滞阻力。例如河流中心的
第一章液压传动基础 流体传动包括液体传动和气体传动，本章仅介绍液体传动的基本知识。为了分析液体的静力学、运动学和动力学规律，需了解液体的以下特性： 连续性假设：流体是一种连续介质，这样就可以把油液的运动参数看作是时间和空间的连续函数，并有可能利用解析数学来描述它的运动规律。
不抗拉：由于油液分子与分子间的内聚力极小，几乎不能抵抗任何拉力而只能承受较大的压应力，不能抵抗剪切变形而只能对变形速度呈现阻力。 易流性：不管作用的剪力怎样微小，油液总会发生连续的变形，这就是油液的易流性，它使得油液本身不能保持一定的形状，只能呈现所处容器的形状。 均质性：其密度是均匀的，物理特性是相同的。 液压传动最常用的工作介质是液压油，此外，还有乳化型传动液和合成型传动液等，此处仅介绍几个常用的液压传动工作介质的性质。 一、液压传动工作介质的性质 1．密度 单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为Ｖ，质量为ｍ的液体的密度为 矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加，但变动值很小，可以认为是常值。我国采用摄氏20度时的密度作为油液的标准密度。 2．可压缩性 压力为ｐ0、体积为Ｖ0的液体，如压力增大时，体积减小，则此液体的可压缩性可用体积压 缩系数，即单位压力变化下的体积相对变化量来表示 由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边须加一负号，以使成为正值。液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量Ｋ，简称体积模量。即Ｋ=１／。 3．粘性 1）粘性的定义 液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦
力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。 粘性使流动液体内部各处的速度不相等，以图1-2为例，若两平行平板间充满液体，下平板不动，而上平板以速度向右平动。由于液体的粘性作用，紧靠下平板和上平板的液体层速度分别为零和。通过实验测定得出，液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ft，与液层接触面积Ａ、液层间的速度梯度 成正比，即 式中：为比例常数，称为粘性系数或粘度。如以表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则 这就是牛顿的液体内摩擦定律。 2）粘性的度量 (1)动力粘度：又称绝对粘度，单位为Pa·s(帕·秒)，以前沿用的单位为P(泊，dyne·s／)， 1Pa·s=10P=cP(厘泊)。 (2)运动粘度：液体的动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度；即 ， 单位为。以前沿用的单位为St(斯)，１=St＝cSt(厘斯)。液压传动工作介质 的粘度等级是以40时运动粘度(以计)的中心值来划分的，如某一种牌号L-HL22普通液压油在40时运动粘度的中心值为22。 液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介质来说，压力增大时，粘度增大。在一般液压系统使用的压力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。但液压传动工作介质的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降。这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用，其重要性不亚于粘度本身。
流体力学基本概念和基础知识
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流体力学基本概念和基础知识(部分) 1．什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dy du A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。 水的黏滞性随温度升高而减小；空气的黏滞性随温度的升高而增大。（动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下，气液的动力黏度随压强的升高而增大。 2．在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个？并对其进行说明。 连续介质（对流体物质结构的简化)、无黏性流体（对流体物理性质的简化）、不可压流体(对流体物理性质的简化) 3．什么是理想流体? 不考虑黏性作用的流体，称为无黏性流体(或理想流体)? ４.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体 5.什么是不可压缩流体？ 流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动，称为不可压缩流动。 6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线? 流体在静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向 7．为什么水平面必是等压面?
由于深度相等的点,压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。 8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么? 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。 9．什么是阿基米德原理? 无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。 10．潜体或浮体在重力Ｇ和浮力Ｐ的作用,会出现哪三种情况? 重力大于浮力,物体下沉至底。重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。重力小于浮力，物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。 11．等角速旋转运动液体的特征有那些？ （1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（２)在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。 12．什么是绝对压强和相对压强?两者之间有何关系？通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强?1个标准大气压值以帕（Pa)、米水柱（mH2O)、毫米水银柱(mmHg)表示，其值各为多少？ 绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。压力表的度数是相对压强，通常说的也是相对压强。１atm=10１32５ｐａ＝1０.３3mH2O=７60ｍｍHｇ. 13．什么叫自由表面？和大气相通的表面叫自由表面。 14.什么是流线？什么是迹线?流线与迹线的区别是什么? 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流体质