第二章流体力学基础

1、 液压液可分成液压液可分成可燃型液压液可燃型液压液(矿物油型、合成烃矿物油型、合成烃型型)、难燃型液压液难燃型液压液(包括乳化型、水、水包括乳化型、水、水乙二醇乙二醇型及合成型型及合成型)及及专用液压油专用液压油(航空用、舰船用、炮用航空用、舰船用、炮用及车辆制动用液压油等及车辆制动用液压油等)三大类三大类。 在选择液压液种类时，应首先考虑液压系统的在选择液压液种类时，应首先考虑液压系统的工作环境及工作抗燃、抗凝要求，系统是否在润工作环境及工作抗燃、抗凝要求，系统是否在润滑性、极压抗磨性、粘温性及抗爬性等方面有要滑性、极压抗磨性、粘温性及抗爬性等方面有要求。可参考求。可参考“液压液产品及主要应

2、用表液压液产品及主要应用表”(参见液参见液压工程手册压工程手册)进行选择、确定系统所用液压液的种进行选择、确定系统所用液压液的种类。目前类。目前90以上的液压系统均采用石油基矿物以上的液压系统均采用石油基矿物油作为工作介质。油作为工作介质。11.2.3 液压油的种类与选择1 液压油的种类液压油的主要品种、特性和用途类类型型名称名称ISOISO代号代号特性和用途特性和用途矿油型普通液压油普通液压油L-HLL-HL精制矿油加添加剂，提高抗氧化和防锈性能，适用于室内一般设备的中低压系统抗磨液压油抗磨液压油L-HML-HML-HL油加添剂，改善抗磨性能，适用于工程机械、车辆液压系统低温液压油低温液压油

3、L-HVL-HVL-HM油加添加剂，改善粘温特性，可用于环境温度在-2040的高压系统高粘度指数液压高粘度指数液压油油L-HRL-HRL-HL油加添加剂，改善粘温特性，VI值达175以上，适用于对粘温特性有特殊要求的低压系统，如数控机床液压系统1 液压油的种类表11.3 液压油的主要品种、特性和用途类类型型名称名称ISOISO代号代号特性和用途特性和用途矿油型液压导轨油液压导轨油L-HGL-HGL-HM油加添加剂，改善粘一滑性能，适用于机床中液压和导轨润滑合用的系统。全损耗系统用油全损耗系统用油L-HHL-HH浅度精制矿油，抗氧化性、抗泡沫性较差，主要用于机械润滑，可用液压代用油，用于要求不高

4、的低压系统汽轮机油汽轮机油L-TSAL-TSA深度精制矿油加添剂，改善抗氧化、抗泡沫等性能，为汽轮机专用油，可作液压代用油，用于一般液压系统1 液压油的种类液压油的主要品种、特性和用途液压油的主要品种、特性和用途类类型型名称名称ISOISO代号代号特性和用途特性和用途乳乳化化型型水包油乳化液水包油乳化液L-HFAL-HFA又称高水基液，特点是难燃、粘温特性好，有一定的防锈能力，润滑性差，易泄漏。适用于有抗燃要求、油液用量大且泄漏严重的系统油包水乳化液油包水乳化液L-HFBL-HFB既具有矿油型液压油的抗磨、防锈性能，又具有抗燃性，适用于有抗燃要求的中压系统合合成成型型水水乙二醇液乙二醇液L-H

5、FCL-HFC难燃，粘温特性和抗蚀性好，能在-3060温度下使用，适用于有抗燃要求的中低压系统磷酸酯液磷酸酯液L-HFDRL-HFDR难燃，润滑抗磨性能和抗氧化能良好，能在 -54135温度范围内使用；缺点是有毒。适用于有抗燃要求的高压精密度液压系统表11.3 液压油的主要品种、特性和用途1 液压油的种类11.2.1 液压油的主要性质1.密度 单位体积液体的质量称为该液体的密度，即 式中 液体的体积； 体积为 的液体的质量； 液体的密度。密度是液体的一个重要的物理参数。随着液体温度或压力的变化，其密度也会发生变化，但这种变化量通常不大，可以忽略不计。一般液压油的密度为900kg/m3。2. 可

6、压缩性 液体受压力作用而发生体积减小的性质称为液体的可压缩性 .Vm VmVVp1体积压缩系数的倒数称为液体的体积模量，以K表示 K表示产生单位体积相对变化量所需要的压力增量。常用K值说明液体抵抗压缩能力的大小。在常温下，纯净油液的体积模量 MPa，数值很大，故一般可认为油液是不可压缩的。 当液压油中混有空气时，其抗压缩能力将显著降低，这会严重影响液压系统的工作性能。在有较高要求或压力变化较大的液压系统中，应力求减少油液中混入的气体及其它易挥发物质（如汽油、煤油、乙醇和苯等）的含量。由于油液中的气体难以完全排除，实际计算中常取液压油的体积模量 。VVpK1310)24 . 1 (KMPa107

7、 . 03K11.2.1 液压油的主要性质（2） 粘度 液体粘性的大小用粘度来表示。常用的粘度有三种，即动力粘度、运动粘度和相对（条件）粘度。动力粘度 （绝对粘度）动力粘度的物理意义液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积上的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为 （帕秒，Ns/m2）dyduAF11.2.1 液压油的主要性质3.粘性 运动粘度 动力粘度和该液体密 度的比值称运动粘度比值无物理意义，但它却是工程实际中经常用到的物理量，称为运动粘度。运动粘度的法定计量单位是m2/s（米2/秒），它与以前沿用的非法定计量单位cSt（厘斯）之间的关系是 1m2/s=106mm2/s=106cSt1

8、1.2.1 液压油的主要性质3.粘性 运动粘度 动力粘度和该液体密 度的比值称运动粘度 国际标准化组织ISO规定统一采用运动粘度来表示油的粘度等级。我国生产的全损耗系统 油和液压油采用40时的运动粘度值（mm2/s）为其粘度等级标号，即油的牌号。例如牌号为L-HL32的液压油，就是指这种油在40时的运动粘度平均值为32mm2/s。 11.2.1 液压油的主要性质3.粘性相对（条件）粘度 在工程实际中，常采用先测出液体的相对粘度，然后再换算成绝对粘度的方法来确定工作液的粘度。 相对粘度(条件粘度) 恩氏粘度(Et)中、俄、德采用 商用雷氏秒(R1S)英、美等国采用通用赛氏秒(SUS)英、美等国采

9、用11.2.1 液压油的主要性质3.粘性 相对（条件）粘度 恩氏粘度Et的测量方法如下： 将200ml被测液体装入底部开有2.8mm小孔的恩氏粘度计的容器内，在保持一特定温度的条件下(常为20，50，100)，测定液体在自重作用下流过小孔所需的时间t1，将其与同体积的蒸馏水在20时通过同一小孔所需的时间t2相比，其比值就是被测液体在该温度下的恩氏粘度：Et=t1/t2 (或20，50，100)11.2.1 液压油的主要性质3.粘性粘温特性油液对温度的变化极为敏感，温度升高，油的粘度即降低。 粘温特性较好的液压油，粘度随温度的变化较小，因而油温变化对液压系统性能的影响较小。粘度粘度和温度的关系和

10、温度的关系11.2.1 液压油的主要性质 工作压力、温度的变化都会引起工作液粘度发生变化。当工作压力增大时，工作液分子间的距离减小，粘性增大，其经验公式为)1 (00pep11.2.1 液压油的主要性质3.粘性式中 0在标准大气压下，温度为t0时工作液的动力粘度；压粘系数，对于石油基液压油，(0.020.03)MPa；在压力为p(MPa)时工作液的动力粘度。抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、润滑性、防锈性、相容性（主要是指对密封材料不侵蚀、不溶胀的性质）纯净性其它其它性质性质 液体所受的压力增大时，其分子间的距离减小，内聚力增大，粘度亦随之增大。但对于一般的液压系统，当压力在32M

11、Pa以下时，压力对粘度的影响不大，可以忽略不计。粘度粘度和压力的关系和压力的关系11.2.1 液压油的主要性质 液压油的选择，首先是油液品种的选择。选择油液品种时，可根据是否液压专用、有无起火危险、工作压力及工作温度范围等因素进行考虑。液压油的品种确定之后，接着就是选择油的粘度等级。粘度等级的选择是十分重要的，因为粘度对液压系统工作的稳定性、可靠性、效率、温升以及磨损都有显著的影响。 在液压系统的所有元件中，以液压泵对液压油的性能最为敏感。因为泵内零件的运动速度最高，工作压力也最高，且承压时间长，温升高。因此，通常根据液压泵的类型及其要求来选择液压油的粘度。11.2.3 液压油的种类与选择2液

12、压油的选择各种液压泵适用的液压油粘度范围液压泵液压泵类型类型粘度粘度/ /（mmmm2 2s s-1-1）（4040）减压泵类型减压泵类型粘度粘度/ /（mmmm2 2s s-1-1）（4040）5 54040404080805 5404040408080叶叶片片泵泵7Mpa7Mpa以下以下30305050 40407575齿轮泵齿轮泵30307070 95951651657Mpa7Mpa以上以上50507070 50509090径向柱塞泵径向柱塞泵30305050 6565240240螺杆泵螺杆泵 30305050 40408080轴向柱塞泵轴向柱塞泵30307070 70701501502

13、液压油的选择液压油的选择应考虑（1） 工作压力 选用的液压液粘度过高，将使系统因摩擦力而引起的功率损失过大 (机械效率m下降)；选择液压液的粘度过低，将使系统因泄漏而引起的功率损失增大(容积效率v下降)。工作压力较高的系统宜选用粘度较大的液压油，以减少泄漏和容积损失。 当0MPap7MPa时， (3268)cSt； 当7MPap2lMPa时， (68100)cSt； 当21MPap100cSt。（2） 运动速度 当液压系统的工作部件运动速度较高时，宜选用粘度较小的液压油，以减轻液流的摩擦损失。（3） 环境温度 环境温度较高时宜选用粘度较大的液压油，以减少容积损失。2液压油的选择液压油(液)工作

14、温度范围液压油液压油( (液液) )连续工作状态连续工作状态最高温度最高温度水包油型液压液水包油型液压液4 450506565油包水型液压液油包水型液压液4 465656565水水乙二醇液压液乙二醇液压液181865657070矿物油型液压油矿物油型液压油低温低温8080120120140140磷酸脂型液压液磷酸脂型液压液7 7828215015011.2.4 液压油的使用与维护1液压油的正常的工作温度已知油的密度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=110-3m2，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？液体静力学已知油的密度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=110-3m2，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？【解】活塞与液体接触面上的压力26230/101011000mNmNAFp =106N/m2+9009.80.5 N/m2 =1.0044106N/m2106N/m2=106Paghppa深度为h处的液体压力：液体静力学重力作用下静止液体压力