第02章流体力学基础PPT课件

1、VmVGg3m900kg /矿物基矿物基3m1060kg /磷酸酯基磷酸酯基第1页/共86页VVp11K 111 111ccccKKVPVVPVVPVVKVVVPK第2页/共86页第3页/共86页dyduAFdyduAF dyduAF 第4页/共86页 粘度名称粘度名称单位制单位制动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度国国 际际 制制N N s/ms/m2 2( (帕帕 秒，秒，PaPa S)S)m m2 2/sec/sec厘米克秒制厘米克秒制dynedyne sec/ cmsec/ cm2 2( (泊，泊，P)P)1P=100cP (1P=100cP (厘泊，厘泊，cP)cP)cmcm2 2/se

2、c(/sec(斯，斯，st)st)1st =100cst(1st =100cst(厘斯，厘斯，cst)cst)英英 制制lb-sec/ftlb-sec/ft2 2lb-sec/inlb-sec/in2 2ftft2 2/sec/secinin2 2/sec(/sec(牛特牛特) )第5页/共86页第6页/共86页21tEtt第7页/共86页 赛波尔特粘度计赛波尔特粘度计水箱水箱容器容器加热组件加热组件温度计温度计水浴水浴油液油液塞子塞子第8页/共86页vEEv0031. 631. 7SSUSSUv180220 .RRv/.172620粘度单位 名称又 名符 号单 位采用国家与运动粘度（2/S）

3、之换算公式动力粘度动力粘性系数（绝对粘度）厘泊苏运动粘度运动粘性系数（绝对粘度） 厘斯cct（苏）cst（英）中苏英美日恩氏粘度相对粘度EBY(苏)度中、欧洲（乌别洛德近似公式）国际赛氏秒通用赛波尔特秒SSU(SUB)秒美商用雷氏秒雷氏1秒R(RSS)秒英第9页/共86页第10页/共86页 油液的粘度对系统的功率损失有较大的影响 机械损失 VS.泄漏损失粘度 机械损失 泄漏损失 功率损失 适合的粘度 第11页/共86页第12页/共86页第13页/共86页易燃易燃大大低低无毒无毒小小天然橡胶天然橡胶老式飞机老式飞机可燃可燃适中适中较高较高无毒无毒小小合成耐油橡胶合成耐油橡胶减震支柱减震支柱耐燃耐

4、燃较小较小高高低毒低毒大大异丁烯橡胶异丁烯橡胶聚四氟乙烯聚四氟乙烯大型客机大型客机第14页/共86页第15页/共86页一、液压系统工作介质二、液压流体静力学三、液压流体动力学四、管道中液流的能量损失五、孔口和缝隙流动第16页/共86页 平衡流体上的作用力一、质量力 与流体微团质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力。 质量力包括： 重力、直线运动惯性力、离心惯性力。NoImage第17页/共86页 平衡流体上的作用力二、表面力作用在所研究某部分流体的表面上，且与表面积大小成比例的力作用在所研究某部分流体的表面上，且与表面积大小成比例的力 沿表面内法线方向的压力沿表面切向的摩擦力AFpsAs

5、0lim第18页/共86页spspspdAdFAFpnnAn0limdAdTAFA0lim从普遍意义上讲，表面力有如下特点：和作用面不一定垂直；（可分解为正应力和切应力两部分）。和的方向有关。 切应力：正应力（压强）： 平衡流体上的作用力平衡流体上的作用力第19页/共86页流体静压强及其特性流体静压强及其特性1. 方向性方向性流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向；流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向；因流体几乎不能承受拉力，故因流体几乎不能承受拉力，故p p指向受压面。指向受压面。因因:(1):(1)静止流体不能承受剪力，即静止流体不能承受剪力，即=0=0，故，故p p垂直受压面；

6、垂直受压面；第20页/共86页流体静压强及其特性流体静压强及其特性2. 大小性大小性流体静压力与作用面在空间的方位无关，仅是该点坐标的函数。流体静压力与作用面在空间的方位无关，仅是该点坐标的函数。0ddd61),cos(ddd21 zyxfxnApzypxnxxpypnpzp0d310d310d31xfppxfppxfppznzynyxnxnzyxpppp略去无穷小项ozxdzdxdyyBDCo0d31xfppxnx第21页/共86页流体平衡微分方程式流体平衡微分方程式平衡微分方程式平衡微分方程式在静止流体中取如图所示微小六面体。在静止流体中取如图所示微小六面体。设其中心点设其中心点a(x,y

7、,z)的密度为的密度为，压强为，压强为p，所受质量力为，所受质量力为f。yzoyxzydxdzdyaf, p,第22页/共86页流体平衡微分方程式流体平衡微分方程式以以x x方向为例方向为例, ,列力平衡方程式列力平衡方程式dxdydzxpdydzpdydzpcb dxdydzfx , 0 xF据p- p/xdx/2p+ p/xdx/20dxdydzxpdxdydzfx01xpfxyzoyxzydxdzdybacf,p,第23页/共86页流体平衡微分方程式流体平衡微分方程式同理，考虑同理，考虑y y，z z方向，可得方向，可得: :010101zpfypfxpfzyx上式即为上式即为流体平衡微

8、分方程流体平衡微分方程 ( (欧拉平衡微分方程欧拉平衡微分方程) )p- p/xdx/2p+ p/xdx/2yzoyxzydxdzdybacf,p,第24页/共86页流体平衡微分方程式流体平衡微分方程式同理，考虑同理，考虑y y，z z方向，可得方向，可得: :010101zpfypfxpfzyx上式即为上式即为流体平衡微分方程流体平衡微分方程 ( (欧拉平衡微分方程欧拉平衡微分方程) )平衡微分方程式（续）平衡微分方程式（续）平衡微分方程式平衡微分方程式 （续）（续）物理意义：物理意义： 在静止流体中，单位质量流体在静止流体中，单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡上的质量力与静压强的合

9、力相平衡适用范围：适用范围：所有静止流体或相对静止的流体。所有静止流体或相对静止的流体。第25页/共86页流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式 作用在流体上的质量力只有重力作用在流体上的质量力只有重力gfffzyx000gdpdz均匀的不可压缩流体均匀的不可压缩流体gdzdp 积分得：积分得：Cgpzgpzgpz2211zxp11基准面z2p22p0goz1基本方程式基本方程式第26页/共86页流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式（续）流体静力学基本方程式（续）oxzapp0zhphCgpz位位势势能能压压强强势势能能h hp

10、 p总总势势能能 在重力作用下的连续均质不可压所静止流体中，各点在重力作用下的连续均质不可压所静止流体中，各点的单位重力流体的的单位重力流体的总势能保持不变总势能保持不变。第27页/共86页流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式（续）流体静力学基本方程式（续）Cgpz位位置置水水头头压压强强水水头头静静水水头头在重力作用下的连续均质不可压静止流体中，静水头线为水平线。p02p2z2z11p1完全真空z112z2pe2/gAAAA基准面pe1/gpa/gp2/gp1/gp1p0p2pa第28页/共86页流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式（续）流体静

11、力学基本方程式（续）gphzgpz0)（ 在重力作用下不可压缩流体表面上的压强，将以同一数值沿各个方向传递到流体中的所有流体质点。oxzapp0zhpha a点压强：点压强：ghpp0第29页/共86页一、压强的计量一、压强的计量1.绝对压强以完全真空为基准计量的压强。以完全真空为基准计量的压强。2.计示压强以当地大气压强为基准计量的压强。以当地大气压强为基准计量的压强。appapp表压：表压：真空：真空：完全真空 p=0大气压强 p=papo绝对压强绝对压强appap4)的流动 第80页/共86页通过薄壁小孔的流动 称为小孔流量系数 通过薄壁小孔的流量与液体粘度无关，因而流量受液体温度影响较

12、小.但流量与孔口前后压差的关系是非线性的 pAcpAccAqdc2202ccccd图2-15 液体在薄壁小孔中的流动第81页/共86页通过细长小孔的流动 是细长小孔的通流截面积 液体流经细长小孔的流量将随液体温度的变化而变化。 但细长小孔的流量与孔前后的压差关系是线性的pAldlpdq321282424dA第82页/共86页通过小孔的流动 统一的经过小孔的流量公式 式中 A:孔的通流截面积，p:孔前后压差， m:由孔结构形式决定的指数,0.5m1 k:由孔口形式有关的系数 当孔为薄壁小孔时，m=0.5, 为细长小孔时m=1， mpKAq2dcK ldK322第83页/共86页通过间隙的流动 配合间隙 泄漏:当流体流经这些间隙时就会发生从压力高处经过间隙流到系统中压力低处或直接进入大气的现象(前者