液压传动 课件 气穴现象

气穴现象主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第三章流体力学基础2内容提要液压系统中的气穴现象及危害气穴产生的原因减少以至避免气蚀的措施123一、液压系统中的气穴现象及危害一、液压系统中的气穴现象及危害一、液压系统中的气穴现象及危害一、液压系统中的气穴现象及危害阀的

流线

仿真速度分布压力分布一、液压系统中的气穴现象及危害一、液压系统中的气穴现象及危害Cavitation气蚀速度高

压力低压力能转化为动能完全可能导致负压二、气穴产生的原因在流动的液体中，如果某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，从而导致液体中出现大量气泡，这种现象称为气穴现象；如果液体中的压力进一步降低到饱和蒸气压时，液体将迅速汽化，产生大量蒸汽泡，使气穴现象更加严重。气穴现象使得液压装置产生噪声和振动，使金属表面受到腐蚀。气穴多发生在阀口和液压泵的进口处。由于阀口的通道狭窄，液流的速度增大，压力则下降，容易产生气穴；当泵的安装高度过高、吸油管直径太小，吸油管阻力太大或泵的转速过高，都会造成进口处真空度过大，而产生气穴。二、气穴产生的原因溶解在液压介质中的空气在低压时会放出在一定温度下，当液体压力低于某一值时，溶解在液体中的空气回突然迅速地从液体中分离出来，产生大量的气泡，这个压力就称为该液体在该温度下的空气分离压。二、气穴产生的原因节流口处的气穴现象节流口喉部的压力要低于节流口前的压力。如果喉部处的压力低于空气分离压，就可能会出现大量气泡，产生气穴。伯努利方程：流量方程：喉部压力为什么降低？二、气穴产生的原因节流口处的气穴现象如何判断孔口出现气穴了呢？气穴系数：当c<3.5时，无气穴临界压力：当压力小于临界压力时，无气穴二、气穴产生的原因Cavitation气穴，气蚀二、气穴产生的原因一个计算实例绝热状态下T0,abs=40°C=313°K,p0,abs=1bar,pabs=300bar,Tabs=3000,4/1,4

*To,abs=5,1*313°K=1597°K=1324°C如果那么二、气穴产生的原因三、减少以至避免气蚀的措施速度不太高

压力不太低避免负压

计算泵吸油腔的真空度或泵允许的最大吸油高度如图所示，设泵的吸油口比油箱液高h，取油箱液面I－I和泵进口处截面II-II列伯努利方程，并取截面I－I为基准水平面。泵吸油口真空度为：式中：P1为油箱液面压力P2为泵吸油口的绝对压力图3-12泵从油管吸油三、减少以至避免气蚀的措施一般油箱液面与大气相通，故p1为大气压力，即p1=pa；v2为泵吸油口的流速，一般可取吸油管流速；v1为油箱液面流速，由于v1<<v2，故v1可忽略不计；p2为泵吸油口的绝对压力，hw为能量损失。据此，上式可简化成:泵吸油口真空度为:由上式可知泵吸油口的真空度由三部分组成：①产生一定流速所需的压力；②把油液提升到高度h所需的压力；③吸油管内压力损失。三、减少以至避免气蚀的措施所谓吸油，实质上是在油箱液面的大气压力作用下把油压入泵内的过程。所以泵吸油口的真空度不能太大。当泵吸油口绝对压力低于大气压一定数值时，就会出现气穴现象。为避免产生气蚀，必须限制真空度，其方法除了加大油管直径等外，一般要限制泵的吸油高度h,允许的最大吸油高度计算式为:液压泵和液压马达开始工作之前，都要排空气，要充满油液。长时间不用，要重复上述过程。三、减少以至避免气蚀的措施在液压系统中，压力低于空气分离压之处，就会产生气穴现象。为了防止气穴现象的发生，最重要的一点就是避免液压系统中的压力过分降低，具体措施有：(1)减小阀孔口前后的压差，一般希望其压力比p1/p2＜3.5。(2)正确设计和使用液压泵站。(3)液压系统各元件的连接处要密封可靠，严防空气侵入。(4)液压元件材料采用抗腐蚀能力强的金属材料，提高零件的机械强度，减小零件表面粗糙度。三、减少以至避免气蚀的措施液压泵在吸油过程中，吸油腔的绝对压力会低于大气压力。气穴在什么情况下出现？压力低于空气分离压造成吸油腔压力过低的原因：1.液压