1流體力學基礎
第一節： 工作介質
一、液體的粘性
（一）粘性的物理本質
液體在外力作用下流動時,由於液體分子間的內聚力和液體分子與壁面間的附著力,導致液體分子間相對運動而產生的內摩擦力,這種特性稱為粘性，或流動液體流層之間產生內部摩擦阻力的性質 。內摩擦力表示式: ff = μadu/dy
牛頓液體內摩擦定律: 液層間的內摩擦力與液層接觸面積及液層之間的速度成正比。du/dy變化時,μ值不變的液體液壓油均可看作牛頓液體。
靜止液體不呈現粘性
1、動力粘度μ：μ=τ·dy/du （n·s/m2）
物理意義：液體在單位速度梯度下流動時，接觸液層間單位面積上內摩擦力
2、運動粘度ν：動力粘度與液體密度之比值
公式m2/s）單位：m2/s 。單位中只有長度和時間的量綱，類似運動學的量。
三、液體的可壓縮性
1、液體的體積壓縮係數（液體的壓縮率）
定義：體積為v的液體，當壓力增大△p時，體積減小△v,則液體在單位壓力變化**積的相對變化量
公式1/△p×△v/v0
物理意義：單位壓力所引起液體體積的變化
2、液體的體積彈性模數
定義:液體壓縮係數的倒數
公式： k = 1/κ= - △p v /△v
物理意義：表示單位體積相對變化量所需要的壓力增量，也即液體抵抗壓縮能力的大小。一般認為油液不可壓縮（因壓縮性很小），計算時取：
k =（0.7～1.4）× 103 mpa。
若分析動態特性或p變化很大的高壓系統，則必須考慮
1、 粘度和壓力的關係 ：
∵ p↑，ff↑，μ↑
∴μ隨p↑而↑，壓力較小時忽略，50mpa以上影響趨於顯著
2、 粘度和溫度的關係 ：
∵ 溫度↑， ff
∴ 粘度隨溫度變化的關係叫粘溫特性，粘度隨溫度的變化較小，即粘溫特性較好，常用粘度指數vi來度量，vi 高，說明粘—溫特性好。
2、選擇液壓油粘度
慢速、高壓、高溫：μ大（以↓△q）
快速、低壓、低溫：μ小（以 ↓△p）
第二節液體靜力學
靜止液體： 指液體內部質點之間沒有相對運動，以至於液體整體完全可以象剛體一樣做各種運動。
液體的壓力：液體單位面積上所受的法向力，物理學中稱壓強，液壓傳動中習慣稱為壓力
靜止液體特性：（1）垂直並指向於承壓表面（2）各向壓力相等
1、 液體靜力學基本方程式
物理意義：靜止液體內任何一點具有壓力能和位能兩種形式，且其總和保持不變，即能量守恆，但兩種能量形式之間可以相互轉換
絕對壓力：以絕對零壓為基準所測測壓兩基準 ；相對壓力：以大氣壓力為基準所測
關係：絕對壓力 = 大氣壓力 + 相對壓力或相對壓力（表壓）= 絕對壓力 - 大氣壓力
注液壓傳動系統中所測壓力均為相對壓力即表壓力；真空度 = 大氣壓力 - 絕對壓力
1、帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）
在密閉容器內，液體表面的壓力可等值傳遞到液體內部所有各點p = f / a。液壓系統的工作壓力取決於負載，並且隨著負載的變化而變化。
第三節流體動力學
（一）基本概念：
1、理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體
定常流動（穩定流動、恆定流動）：流動液體中任一點的p、u和ρ都不隨時間而變化的流動
一維流動：液體整個作線形流動
2、流線--流場中的曲線；流管--由任一封閉曲線上的流線所組成的表面；流束--流管內的流線群
3、通流截面：流束中與流線正交的截面，垂直於液體流動方向的截面 a
流量：單位時間內流過某通流截面的液體的體積 q
平均流速：通流截面上各點流速均勻分布（假想） υ
∵ q = v / t = al / t = au液壓缸的運動速度取決於進入液液壓缸的流量，並且隨著流量的變化而變化。
（二）連續性方程--質量守恆定律在流體力學中的應用
1、連續性原理 ：理想液體在管道中恆定流動時，根據質量守恆定律，液體在管道內既不能增多，也不能減少，因此在單位時間內流入液體的質量應恆等於流出液體的質量。
2、連續性方程 ：ρ1υ1a1=ρ2υ2a2=q=常數
結論：液體在管道中流動時，流過各個斷面的流量是相等的，因而流速和過流斷面成反比。
（三）伯努利方程--能量守恆定律在流體力學中的應用
1，能量守恆定律：理想液體在管道中穩定流動時，根據能量守恆定律，同一管道內任一截面上的總能量應該相等。
2、理想液體伯努利方程
物理意義：在密閉管道內作恆定流動的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動能。在流動過程中，三種能量可以互相轉化，但各個過流斷面上三種能量之和恒為定值。
3、實際液體伯努利方程
∵ 實際液體具有粘性
∴ 液體流動時會產生內摩擦力，從而損耗能量，故應考慮能量損失hw，並考慮動能修正係數α，則：
應用伯努利方程時必須注意的問題：
（1） 斷面1、2需順流向選取（否則hw為負值），且應選在緩變的過流斷面上。
（2） 斷面中心在基準面以上時，z 取正值；反之取負值。通常選取特殊位置水平面作為基準面
4，動量定理：作用在物體上的外力等於物體單位時間內的動量變化量
即 ∑f =di/dt=d（mv）/dt
考慮動量修正問題，則有：
∴ ∑f =ρq(β2v2-β1v1)
x向動量方程 ∑fx = ρqv(β22x-β1v1x)
x向穩態液動力f'x = -∑fx = ρqv(β1v1x-β2v2x)
結論： 作用在滑閥閥芯上的穩態液動力總是力圖使閥口關閉
第四節液體流動時的壓力損失
∵ 實際液體具有粘性 ∴流動中必有阻力，為克服阻力，須消耗能量，造成能量損失（即壓力損失）
分類：沿程壓力損失、區域性區域性損失
（一） 液體的流動狀態
層流：液體的流動是分層的，層與層之間互不干擾；湍流：液體的流動不分層，做混雜紊亂流動
判斷層流和圖湍流：採用雷諾數圓形管道雷諾數：re = vd/
過流斷面水力直徑：dh = 4a/x x--溼周；水力直徑大，液流阻力小，通流能力大。
re recr為湍流
雷諾數物理意義：液流的慣性力對粘性力的無因次之比
（二） 沿程壓力損失（粘性損失）
定義：液體沿等徑直管流動時，由於液體的粘性摩擦和質點的相互擾動作用而產生的壓力損失。
產生原因 ：外摩擦--液體與管壁間；內摩擦--因粘性，液體分子間摩擦
1、層流時的沿程壓力損失（p41，p42）
1）通流截面上的流速分布規律(p41)
結論：液體在圓管中作層流運動時，速度對稱於圓管中心線並按拋物線規律分布。
2)通過管道的流量
3）管道內的平均流速
4）沿程壓力損失pλ=△p = 32μlυ/d2
結論： 液流沿圓管作層流運動時，其沿程壓力損失與管長、流速、粘度成正比，而與管徑的平方成反比。 理論值64 / re；實際值75/re
2、湍流時的沿程壓力損失
對於光滑管，當3000∵ 湍流運動時，△pλ比層流大 ∴ 液壓系統中液體在管道內應盡量作層流運動
（三）區域性壓力損失
定義：液體流經管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥濾網等區域性裝置時,液流會產生旋渦，並發生強烈紊動現象，由此而產生的損失稱為區域性損失。
產生原因：碰撞、旋渦（突變管、彎管）產生附加摩擦。
附加摩擦--只有紊流時才有，是由於分子作橫向運動時產生的摩擦，即速度分布規律改變，造成液體的附加摩擦。
公式：△pξ = ξρ/2
（四）管路系統的總壓力損失
△p第五節孔口和縫隙流量
概述：孔口和縫隙流量在液壓技術中占有很重要的地位，它涉及液壓元件的密封性，系統的容積效率，更為重要的是它是設計計算的基礎，因此，小孔雖小，縫隙雖窄，但其作用卻不可等閒視之，寬度一般在0.1mm以下，直徑一般在1mm以內
（五） 孔口流量
孔口分類 : 薄壁小孔： ； 細長小孔：l/d > 4 ； 短孔：0.5 <≤4
短孔、細長孔口流量計算
短孔cd = 0.82 ; 細長孔口：
結論： ∵ q ∝ △p 反比於μ ∴ 流量受油溫影響較大（t↑ μ↓ q↑）
（六） 空穴現象和液壓衝擊
1空穴現象：液壓系統中，由於某種原因（如速度突變），使壓力降低而使氣泡產生的現象
2液壓衝擊（水錘、水擊）
液壓衝擊：液壓系統中，由於某種原因（如速度急劇變化），引起壓力突然急劇上公升，形成很高壓力峰值的現象。
應搞清的概念：
ρ、壓縮性、測壓兩基準（絕對相對）、壓力表指示壓力（實為表壓力或相對壓力）、理想液體、穩定流動、流量概念、動量方程之結論、層流、紊流概念、△p沿 ，△p局產生原因，小孔型別、縫隙型別。
應記住的公式、概念和結論：
粘度、粘溫特性、靜力學基本方程及靜壓兩個特性、壓力表示式（p=f/a）及結論、液壓力公式（f=pa）曲面a受力的計算、速度公式（v=q/a）及結論、連續性方程及結論、伯努利方程及物理意義、雷諾數表示式、薄壁小孔流量公式及特點。
第二、三章液壓幫浦及液壓馬達
一、液壓幫浦概念
1、定義：將原動機輸入的機械能轉換為液體的壓力能向系統供油。
2、液壓幫浦基本工作條件（必要條件）：（1）形成密封容積；（2）密封容積變化；（3）吸壓油口隔開
3、液壓幫浦按結構形式分類: 齒輪式 、葉片式 、柱塞式
二、液壓幫浦效能引數
1、排量和流量
（1）排量v——在沒有洩露的情況下，幫浦每轉一周所排出的液體體積
（2）理論流量qt——不考慮洩露的情況下，單位時間內 qt=vn（v是排量n是轉速）
（3）實際流量q——指幫浦工作時實際輸出的流量 q = qt-δq（δq是洩露流量）
2、功率
理**率——pt=δqpt
輸入功率——即幫浦軸的驅動功率 pi = ωt=2πnt（ω是角速度t是轉矩）
輸出功率——=δpq
結論：液壓傳動系統中，液體所具有的功率，即液壓功率等於壓力和流量的乘積。
液壓與氣壓傳動複習
第一章流體力學基礎 第一節 工作介質 一 液體的粘性 一 粘性的物理本質 液體在外力作用下流動時,由於液體分子間的內聚力和液體分子與壁面間的附著力,導致液體分子間相對運動而產生的內摩擦力,這種特性稱為粘性，或流動液體流層之間產生內部摩擦阻力的性質 內摩擦力表示式 ff adu dy 牛頓液體內摩擦定...
液壓傳動期末複習彙總
一 填空題 1 液力傳動是主要利用液體 動 能的傳動 液壓傳動是主要利用液體 壓力 能的傳動。2 絕對壓力不足於大氣壓力的數值稱為 真空度 3 實際液體的伯努利方程中除了液體的位能 壓力能和動能外，還應包括一項重要引數是液體總的 壓力損失 4 雷諾數大說明 慣性 力起主導作用，這樣的液流呈 紊 流狀...
液壓傳動期末總複習 全
液壓複習題 附參 注意 以下題目僅供參考,考試題目並非全部包含其中 一 填空題 1 液壓系統中的壓力取決於 執行元件的運動速度取決於負載 流量 2 液壓傳動裝置由和 四部分組成，其中 和 為能量轉換裝置動力元件 執行元件 控制項 輔助元件 動力元件 執行元件 3 液體在管道中存在兩種流動狀態，時粘性...