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(2)实际流体的伯努利方程 实际液体具有粘性,在管中流动时,为克服粘性阻力需要消耗能量,所以实际液体的伯努利方程为 +2,+ 2g (1-15) 式中h一一以水头高度表示的能量损失。 实际液体流动时的能量损失也可以用压力损失表示 P(1-16) 式中4—压力损失。 1.1.3管路压力损失计算 实际液体具有粘性,流动时就有阻力,为了克服阻力就必然要消耗能量,这样就有能量损失。能量损失主要表 现为压力损失,这就是实际液体伯努利方程最后一项的含义。 压力损失过大,将使功率消耗增加,油液发热,泄露増加,效率降低,液压系统性能变差。因此正确估算压力 损失的大小,从而找出减少压力损失的途径是有其实际意义的 液体压力的损失分为两类,一是有油液流经直管时的压力损失,称为沿程压力损失,这类压力损失是由液体流 动时的内摩擦力引起的:另一类是油液流经局部障碍(如弯管、管道突然扩大或收缩以及阀控口等)时,由于液流 方向或速度突然变化,在局部地区形成旋涡引起液体质点相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失,这种损失称为局 部压力损失。 沿程压力损失的大小与液体流动状态有关,因此下面将首先介绍液体的两种流态和判断准则。 19世纪末,雷诺通过大量实验发现了液体在管道内流动时具有两种状态:层流和紊流。并找到了判别这两种状 态的方法 动画演示 图1-6液体流态示意图 a)层流(b)紊流 层流时,液体质点沿管道作直线运动而没有横冋运动,即液体作分层流动,各层间的液体互不混杂。紊流时, 流体质点的运动杂乱无章,除沿管道轴线运动外,还有横向运动,呈现紊乱混杂状态 层流和紊流是两种不同性质的流态。层流时,液体流速较低,质点受粘性制约,不能随意运动,这时粘性力起 主导作用。紊流时,液体流速较高,粘性制约作用减弱,因而惯性力起主动作用。 大量实验证明,流体在圆管内的流动状态,不仅与液体的平均流速ν有关,还和管径D及油液的运动粘度ν有 Re 关。决定液流状态的是这三个参数组成的一个称之为雷诺数Re的无量纲数,即 液体在圆管内流动时,如雷诺数相同,它的流动状态亦相同。液流由层流转变为紊流时的雷诺数和由紊流转为 层流时的雷诺数是不同的,后者数值小,一般用后者作为判别液流状态的依据,称为临界雷诺数,记作R临界。各 种形状通道的临界雷诺数由实验确定。实验表明,在管道形状相同的条件下,其临界雷诺数基本上是 R>R界为紊流,R<R界为层流 表1-1常见液流通道的临界雷诺数 通道形状 临界雷诺数 光滑金属圆管 橡胶软管 1600~2000 光滑的同心环状缝隙 l100 光滑的偏心环状缝隙 有环槽的同心环状缝隙 有环槽的偏心环状缝隙(2)实际流体的伯努利方程 实际液体具有粘性,在管中流动时,为克服粘性阻力需要消耗能量,所以实际液体的伯努利方程为 (1-15) 式中 ——以水头高度表示的能量损失。 实际液体流动时的能量损失也可以用压力损失表示 (1-16) 式中 ——压力损失。 1.1.3 管路压力损失计算 实际液体具有粘性,流动时就有阻力,为了克服阻力就必然要消耗能量,这样就有能量损失。能量损失主要表 现为压力损失,这就是实际液体伯努利方程最后一项的含义。 压力损失过大,将使功率消耗增加,油液发热,泄露增加,效率降低,液压系统性能变差。因此正确估算压力 损失的大小,从而找出减少压力损失的途径是有其实际意义的。 液体压力的损失分为两类,一是有油液流经直管时的压力损失,称为沿程压力损失,这类压力损失是由液体流 动时的内摩擦力引起的;另一类是油液流经局部障碍(如弯管、管道突然扩大或收缩以及阀控口等)时,由于液流 方向或速度突然变化,在局部地区形成旋涡引起液体质点相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失,这种损失称为局 部压力损失。 沿程压力损失的大小与液体流动状态有关,因此下面将首先介绍液体的两种流态和判断准则。 19世纪末,雷诺通过大量实验发现了液体在管道内流动时具有两种状态:层流和紊流。并找到了判别这两种状 态的方法。 动画演示 图1-6 液体流态示意图 (a)层流 (b) 紊流 层流时,液体质点沿管道作直线运动而没有横向运动,即液体作分层流动,各层间的液体互不混杂。紊流时, 流体质点的运动杂乱无章,除沿管道轴线运动外,还有横向运动,呈现紊乱混杂状态。 层流和紊流是两种不同性质的流态。层流时,液体流速较低,质点受粘性制约,不能随意运动,这时粘性力起 主导作用。紊流时,液体流速较高,粘性制约作用减弱,因而惯性力起主动作用。 大量实验证明,流体在圆管内的流动状态,不仅与液体的平均流速 有关,还和管径 及油液的运动粘度 有 关。决定液流状态的是这三个参数组成的一个称之为雷诺数Re的无量纲数,即 。 液体在圆管内流动时,如雷诺数相同,它的流动状态亦相同。液流由层流转变为紊流时的雷诺数和由紊流转为 层流时的雷诺数是不同的,后者数值小,一般用后者作为判别液流状态的依据,称为临界雷诺数,记作 。各 种形状通道的临界雷诺数由实验确定。实验表明,在管道形状相同的条件下,其临界雷诺数基本上是一个定值。当 为紊流, 为层流。 表1-1 常见液流通道的临界雷诺数 通道形状 临界雷诺数 光滑金属圆管 2320 橡胶软管 1600~2000 光滑的同心环状缝隙 1100 光滑的偏心环状缝隙 1000 有环槽的同心环状缝隙 700 有环槽的偏心环状缝隙 400
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