第7章液体在缝隙中的流动.ppt
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1、 在机械设备中相对运动的两个零件其接触面必然有一 定的间隙(缝隙),间隙的合理确定直接影响到机械的性能。液压系统中泵、马达和换向阀等液压元件都是利用元件的相对运动进行工作的,处处存在着缝隙流动问题。缝隙过小则增加了摩擦,缝隙过大又增加了泄漏。正确分析液体在缝隙中的流动情况,合理地确定间隙的大小,是非常重要的问题。由于缝隙流动对液压传动的影响极为显著,在液压传动和机械润滑等方面,经常需要利用缝隙流的理论计算泄漏量和阻力损失。第七章 液体在缝隙中的流动 孔口和缝隙流量在液压技术中占有很重要的地孔口和缝隙流量在液压技术中占有很重要的地位,它涉及液压元件的密封性,系的容积效率,更位,它涉及液压元件的密
2、封性,系的容积效率,更为重要的是它是设计计算的基础。为重要的是它是设计计算的基础。因此:因此:小孔虽小(直径一般在小孔虽小(直径一般在1mm1mm以内),以内),缝隙虽窄(宽度一般在缝隙虽窄(宽度一般在0 0、1mm1mm以下),但其作用却以下),但其作用却不可等闲视之。不可等闲视之。学习重点:q 小孔的类型和流量压力特性q缝隙流形成和类型;q 不同缝隙流的速度分布和压力分布规律;q 不同缝隙流的流量压力特性;q 缝隙流理论在工程中的应用。基本要求:q 掌握缝隙流的基本理论(包括重要概念,重要公式和重要结论);q 能应用缝隙流理论解决机械工程中的实际问题。1)小孔类型 (1)细长孔:孔长比孔径
3、大的多,L4d;(2)薄壁孔:孔长比孔径小的多,L0.5d;(3)厚壁孔(短孔):长径比介于细长孔和薄壁孔之间。在细长孔中,流体流动为层流,薄壁孔中流体流动为完全紊流,而短孔中的流动为过渡流动。节流阀阀口形式2)小孔流量压力特性 特性方程:(m为由节流口形状决定的指数,m=0.51)(1)薄壁孔(m=0.5):(2)细长孔(m=1):(3)厚壁小孔(0.5m p2)流体靠两端的压力差来产生流动的压差流或泊肃叶流。边界条件:y h/2,u0 代入式 中得 速度分布:*平行平面缝隙流中任意过水断面上的流体速度u 是按 抛物线规律分布的。2122CyCylpu过水断面处最大流速 umax(y=0)通
4、过缝隙的流量缝隙流基本方程缝隙断面上的平均流速v:平均流速与最大流速之比:缝隙中压力分布:plbhQ.123xlppxlpppxp1211)(缝隙中压力分布:xlppxlpppxp1211)(p1p2lxuxP2p1通过缝隙的流量:缝隙流基本方程流过缝隙的压力降(压力损失):沿程阻力系数:其中 plbhQ.123 缝隙流计算的一般步骤:(1)选择流体单元(dxdyb),p(x),(y);(2)建立受力平衡方程得 dp/dxd/dy(3)牛顿内摩擦定律:(4)速度分布 u=f(y),平均速度,最大速度;(5)缝隙流量:(6)压力分布:p(x)线性变化。plbhQ.123yuddlppxpyu21
5、22dd1dd7.1.2 上平面以速度上平面以速度U移动,下平面固定不动,移动,下平面固定不动,p=0(p1 p2)流体靠上平面移动而产生流动剪切流或库艾特流。边界条件:yh/2时,u U/2;y h/2时,u=0。流体靠上平面移动而产生流动剪切流或库艾特流。边界条件:yh/2时,u U/2;y h/2时,u=0。代入 ,得断面流速:缝隙间流速按直线规律分布。缝隙流量:基本方程2122CyCylpuyhUu2122222d212dhhhhyyhUbyubQhbUQ22/,/21UChUC 7.1.3 上平面以速度上平面以速度U移动,下平面不动,移动,下平面不动,p 0 缝隙流为压差流与剪切流叠
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