液压控制解难与分析 米伯林
液压控制解难与分析 米伯林
第二章液压流体力学基础 1、重点 是整个液压传动课程的理论基础,其主要内容是 等,同时也 是本章的重点。伯努力方程式则是上述内容中的重点。这是因为液 压系统的能量及能量损失、效率的计算,有关油泵、液压装置的吸 油高度、安装位置等问题的设计计算等,都离不开伯努利方程式, 而连续性方程式只是伯努利方程式应用的一部分(计算流速),动 量方程式则在液压控制的液动力计算中应用较多,在液压传动中应用 相对较少。至于液体的压力、粘性和粘度,流态(层流和紊流)、雷 诺数等基本概念当然很重要,但这些量及其概念都已包含在伯努利 方程式的比压能、比动能之中。从这个局部意义上讲,上述基本概 念是为伯努利方程式服务的。因此
第二章 液压流体力学基础 1、重点 是整个液压传动课程的理论基础，其主要内容是帕斯卡定律、连续 性方程式、伯努利方程式、动量方程式、小孔流量公式等，同时也 是本章的重点。伯努力方程式则是上述内容中的重点。这是因为液 压系统的能量及能量损失、效率的计算，有关油泵、液压装置的吸 油高度、安装位置等问题的设计计算等，都离不开伯努利方程式， 而连续性方程式只是伯努利方程式应用的一部分（计算流速），动 量方程式则在液压控制的液动力计算中应用较多,在液压传动中应用 相对较少。至于液体的压力、粘性和粘度，流态(层流和紊流)、雷 诺数等基本概念当然很重要，但这些量及其概念都已包含在伯努利 方程式的比压能、比动能 之中。从这个局部意义上讲，上述基本概 念是为伯努利方程式服务的。因此，伯努利方程式(含其物理意义) 是本章中重点的重点
处于密闭容器内静止液体的压力传递问题 如果没有帕斯卡定律,溢流阀、减压阀等液压元件的 定压、稳压作用也就不存在了(溢流阀、减压阀的工作 原理),因此帕斯卡定律是 在理论推导上,集伯努利方程式,局部能量损失(过流 断面突然缩小、突然扩大能量损失)公式于一身;在实 际应用中,几乎所有阀口流量的计算都采用此公式。 因此
帕斯卡定律应用条件和对象是: 处于密闭容器内静止液体的压力传递问题。 如果没有帕斯卡定律，溢流阀、减压阀等液压元件的 定压、稳压作用也就不存在了(溢流阀、减压阀的工作 原理)，因此帕斯卡定律是重点内容之一。 薄壁小孔流量公式: 在理论推导上，集伯努利方程式，局部能量损失(过流 断面突然缩小、突然扩大能量损失)公式于一身；在实 际应用中，几乎所有阀口流量的计算都采用此公式。 因此，薄壁小孔流量公式也显得比较重要
难点是 特别是油液的 的概念 油液的绝对粘度所以有点难,除了因该量是个抽象 的、,更主要是该量无法直接测量、没有实感、理解困 难。在实际工作中,往往是 ,利用经验公式将其换算成运动粘度,再由 运动粘度与绝对粘度间的关系换算成绝对粘度。实际 上,在科学研究与试验中,有许多量是无法直接得到 的,通常都是通过二次仪表、传感器、模拟量等间接 测得
2.难点 难点是油液的粘度，特别是油液的绝对粘度和真空度 的概念。 油液的绝对粘度所以有点难，除了因该量是个抽象 的、,更主要是该量无法直接测量、没有实感、理解困 难。在实际工作中，往往是通过试验测量出该种液体 的相对粘度,利用经验公式将其换算成运动粘度，再由 运动粘度与绝对粘度间的关系换算成绝对粘度。实际 上，在科学研究与试验中，有许多量是无法直接得到 的，通常都是通过二次仪表、传感器、模拟量等间接 测得
真空度的概念 有人 即一点压力也 没有。实际上, 的负表压力数值(取绝对值),其最大值 不超过一个大气压。亦即 相对压力(正)绝 相对压力(负) 大气压 力 绝对真空 绝对压力
真空度的概念: 有人错误地认为就是零压，即一点压力也 没有。实际上，绝对真空才是零压，而真 空度只表示绝对压力不足大气压的那部分 数值，也是以大气压为基准进行测量而得 到的负表压力数值(取绝对值),其最大值 不超过一个大气压。亦即真空度为一个大 气压时,即是绝对零压
对于思考题、基本概念题∷只要搞清基本概念,抓住基本概念不放, 这方面的问题便不难解决 对于计算题: 主要是 及 细长孔流量公式等方面的问题。 帕斯卡定律习题: 注意定律 一密闭容器内的静止液体; 小孔流量公式方面习题: 常是阀口流量的计算,尽管公式中有开方项,,计算带来一定的不 便,但只要把已知条件统一按国际标准(SⅠ代人(或在习题的算式中 都换算成相应的国际单位),所求出的未知量的单位就是国际标准量 若单位太大(或太小)再做适当的单位变换,这样处理,对具有物理习 题特点的液压习题的计算,特别对较复杂的单位运算不易出错
3.解题要领 对于思考题、基本概念题:只要搞清基本概念，抓住基本概念不放， 这方面的问题便不难解决。 对于计算题: 主要是帕斯卡定律、伯努利方程式，小孔(薄壁小孔)流量公式及 细长孔流量公式等方面的问题。 帕斯卡定律习题: 注意定律应用的条件一一密闭容器内的静止液体； 小孔流量公式方面习题: 常是阀口流量的计算，尽管公式中有开方项,，计算带来一定的不 便，但只要把已知条件统一按国际标准(SI)代人(或在习题的算式中 都换算成相应的国际单位)，所求出的未知量的单位就是国际标准量。 若单位太大(或太小)再做适当的单位变换，这样处理，对具有物理习 题特点的液压习题的计算，特别对较复杂的单位运算不易出错
例如,面积、质量密度、压力分别以m2、kg/m3、N/m2代人公 式Q=C42MP/,求得Q10m/s,此单位对液压传动 来说显然太大,故化成Q=103×10L/s=1L/s=60L/min。 应用伯努利方程式: 对压力、流量、流速、液压装置的安装位置、液压泵的吸油 高度、油液的流向等问题进行计算和判断时, 首先应 (该断面必须是渐变流断面) 把 (该面也可以兼 做零势能基准面),此面 如果I-I、Ⅱ一Ⅱ两断面选错了,所列伯努利 方程式就不能平衡,或虽然平衡却不能求解(势能基准面不 受此限制)
例如，面积、质量密度、压力分别以m 2 、kg/m3 、N/m2代人公 式 后,求得Q=10-3m 3/s，此单位对液压传动 来说显然太大，故化成Q=10-3×103L/s=1L/s=60L/min。 应用伯努利方程式: 对压力、流量、流速、液压装置的安装位置、液压泵的吸油 高度、油液的流向等问题进行计算和判断时, 首先应正确选择好两个基准面(该断面必须是渐变流断面): 把已知条件最多的上游某断面选为I-I基准面(该面也可以兼 做零势能基准面), 此面一般为油箱的液体自由表面；把所 求的物理量所在的下游某断面选定为Ⅱ－Ⅱ断面（另一个相 对基准面）。如果I-I、Ⅱ－Ⅱ两断面选错了，所列伯努利 方程式就不能平衡，或虽然平衡却不能求解（势能基准面不 受此限制）。 Q =Cd AO 2P/
、求液压油的流速ⅴ 2判断油液的流态 3选择I-I、Ⅱ一Ⅱ两断面,列写其伯努利方程式。 4分别计算比压能、比动能、比势能、能量损失等各项 5综合各项结果,求出所求未知量 这样可以减少出错,即使出现错误也便于查找。另外, 解题时应区分开静止液体和流体液体,前者应用静压理论, 后者应用动压理论
具体计算时应分部进行： 1、求液压油的流速v。 2 判断油液的流态 3 选择I-I、Ⅱ－Ⅱ两断面，列写其伯努利方程式。 4 分别计算比压能、比动能、比势能、能量损失等各项。 5 综合各项结果，求出所求未知量。 这样可以减少出错，即使出现错误也便于查找。另外， 解题时应区分开静止液体和流体液体，前者应用静压理论， 后者应用动压理论
液压思考题 2压力及其单位,压力表示方法的种类及其 相互间的关系 【答】压力:液体在单位面积上所承受的法 向作用力,称为压力。 压力的单位是N/m2(牛/米2),称为帕 斯卡,简称为帕(Pa),即1Pa=1N/m2 由于此单位太小,在工程上使用很不方便, 常用它的倍数单位MPa(兆帕) 1Pa=100Pa=100N/m2
2.压力及其单位，压力表示方法的种类及其 相互间的关系 【答】压力：液体在单位面积上所承受的法 向作用力，称为压力。 压力的单位是 （ ），称为帕 斯卡，简称为帕（ ），即 。 由于此单位太小，在工程上使用很不方便， 常用它的倍数单位 (兆帕)， 2 N / m 2 牛/米 Pa 2 1Pa = 1N / m MPa 6 6 2 1MPa =10 Pa =10 N / m 液压思考题
压力的表示方法有三种:① 以绝对真空为基准进行度量而得到的值。② (相对压力)—以大气压为基准进行度 量而得到的值。③ 绝对压力不足大 气压力的那部分数值 只有当绝对压力小于大气压时, 才存在真空度。真空度实际上也是以大气压为 基准度量而得到的压力值,与相对压力不同的 是相对压力是正表压力,而真空度则是负表压 力。例如:液体内某点的真空度为0.4Pa(大气 压) 相对压力(正)绝 黑女) 大气压P 力 绝对真空 绝对压力
压力的表示方法有三种：①绝对压力—— 以绝对真空为基准进行度量而得到的值。②表 压力（相对压力）——以大气压为基准进行度 量而得到的值。③真空度——绝对压力不足大 气压力的那部分数值。 相互间关系：只有当绝对压力小于大气压时， 才存在真空度。真空度实际上也是以大气压为 基准度量而得到的压力值，与相对压力不同的 是相对压力是正表压力，而真空度则是负表压 力。例如：液体内某点的真空度为0.4 （大气 压），则 Pa