压力损失的计算

压力损失的计算 液压传动 第二章 液压传动基础Part 2.6.4 压力损失实际液体是有粘性的，所以流动时粘性阻力要损耗一定能量，这 压力损失。损耗的能量转变为热量，使液压系种能量损耗表现为压力损失 尽统温度升高，甚至性能变差。因此在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 液压系统时，应考虑尽量减小压力损失。量减小压力损失液体在流动时产生的压力损失分两种:沿程压力损失 沿程压力损失和局部压力液体在流动时产生的压力损失分两种 沿程压力损失 局部压力损失。损失 沿程压力损失:液体在等径直管内流动时因摩擦而产生的压力沿程压力损失:损失。 局部压力损失:液体流经管道的弯头、接头、阀口以及突然变局部压力损失:化的截面等处时，因流速或流向发生急剧变化而在局部区域产生流动阻力所造成的压力损失。high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础1. 沿程压力损失由圆管层流的流量公式2-82)可求得 pλ 沿程压力损失 ，即为沿程压力损失 128l pλ q 2-86) 2-86) πd 4 vd π将 v Re q d 2 v 代入上式并整理后得 v 4 64 l v 2 l v 2 pλ 2-87) 2-87) Re d 2 d 2high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上 第二章 液压传动基础式中 ρ——液体的密度; 海电机学院高职学院 液压传动 ——沿程阻力系数，理论值 64 / Re。考虑到实际流动时还存在温度变化等问题，因此液体在金属管道中流动时宜取 75 / Re ，在橡胶软管中流动时则取 80 / Re 。液体在直管中作湍流流动时，其沿程压力损失的计算公式与液体在直管中作湍流流动时 其沿程压力损失的计算公式与层流时相同，即仍为 l v 2 pλ d 2high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础 沿程阻力系数λ不过式中的沿程阻力系数λ有所不同。 由于湍流时管壁附近有一层层流边界层，它在Re较低时厚度较大，把管壁的表面精糙度掩盖住，使之不影响液体的流动，像让液体流过一根光滑管一样(称为水力光滑管)。这时的λ仅和Re有关，和表面粗糙度无关，即λfRe。 当Re增大时，层流边界层厚度减薄。当它小于管壁表面粗糙度时，管壁表面粗糙度就突出在层流边界层之外(称为水力粗糙管)，对液体的压力损失产生影响。这时的λ将与Re以及管壁的相对表面粗糙度Δ/d(Δ为管壁的绝对表面粗糙度，d为管子内径)有关，即λfRe，Δ/d。 当管流的Re再进一步增大时，λ将仅与相对表面粗糙度 Δ/d有 阻力平方区。关，即λfΔ/d，这时就称管流进入了它的阻力平方区high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础圆管的沿程阻力系数λ的计算公式列于表1,18中。 表1-18 圆管的沿程阻力系数λ的计算公式 流动区域 雷诺数范围 λ计算公式 75 64 层流 Re,2320 λ Re 油 ;λ Re 水 8 水力 d 7 3000,Re,105 λ0.3164Re-0.25 光滑管 R 22 Re 105?Re?108 λ0.3080.842-lgRe -2 8 9湍流 水力 d 7 d 8 21.25 2 22 Re 597 1.14 2 lg 0.9 粗糙管 d Re 9 阻力 d 8 0.25 Re 597 0.11 平方区 d管壁绝对表面粗糙度Δ的值，在粗估时，钢管取0.04mm，铜管取0.00150.01mm，铝管取0.00150.06mm，橡胶软管取0.03mm，铸铁管取0.25mm。high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础2. 局部压力损失局部压力损失 ζ与液流的动能局部压力损失Δp 液流的动能直接有关，一般可按下式计算 v 2 p 2-88) 2-88) 2式中 ρ——液体的密度; v——液体的平均流速; ζ——局部阻力系数。由于液体流经局部阻力区域的流动情况非常 复杂，所以ζ的值仅在个别场合可用理论求得，一般都必须 通过实验来确定。ζ的具体数值可从有关手册查到。high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础3. 液压系统管路的总压力损失液压系统的管路一般由若干段管道和一些阀、过滤器、管接头、弯头等组成，因此管路总的压力损失就等于所有直管中的沿程压力损失Δpλ和所有这些元件的局部压力损失Δpζ之总和，即和 即 l v 2 v 2 p p p 2-89) 2-89) d 2 2high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础必须指出，上式仅在两相邻局部压力损失之间的距离大于管道内径1020倍时才是正确的。因为液流经过局部阻力区域后受到很大的干扰，要经过一段距离才能稳定下来。如果距离太短，液流还未稳定就又要经历后一个局部阻力，它所受到的扰动将更为严重，这时的阻力系数可能会比正常值大好几倍。几倍 沿程压力损失比通常情况下，液压系统的管路并不长，所以沿程压力损失 局部压力损失却较大。因此管路总的压较小，而阀等元件的局部压力损失 以局部损失为主。力损失一般以局部损失为主high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础对于阀和过滤 -88)来计算其局部压力损失，因为液流情况比较复器等液压元件往往并不应用式2 杂，难以计算。它们的局部压力损失压力损失数值可从产品样本提供的曲线中直接查到。但是有的产品样本提供的是元件在额定流量qr下的压力损失Δpr 。当实际通过的流量q不等于额定流量qr时，可依据局部压力损失Δpζ与速度v2成正比的关系按下式计算 2 q p pr q 2-90) 2-90) r Backhigh-technical institute of Shanghai Dian Ji 液压传动基础Part 2.7 孔口流University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 动 小孔在液压传动中的应用十分广泛。本节将 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 流体经过薄壁小孔、短孔和细长孔等小 孔的流动情况，并推导出相应的流量公式， 这些是以后学习节流调速和伺服系统工作原 理的理论基础。 high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础Part 2.7.1 薄壁小孔薄壁小孔是指小孔的长度和直径之比l/d,0.5的孔，一般孔口薄壁小孔 图边缘做成刃口形式如图1,26 阀口就 26所示。各种结构形式的阀口是薄壁小孔的实际例子。当流体流经薄壁小孔时，由于流体的惯性作用，使通过小孔后的流体形成一个收缩截面Ac(见图1,26)，然后再扩大，这一收缩和扩大过程便产生了局部能量损失。当管道直径与小孔直径之比d/d0?7时，流体的收缩作用不受孔前管道内壁的影响 流体完全收缩;当d/d0,7时，孔，这时称流体完全收缩前管道内壁对流体进入小孔有导向作用， 图1-26 通过薄壁小孔的流体 流体不完全收缩。这时称流体不完全收缩high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础 动能修正系列出图1,26中截面1,1和2,2的能量方程，并设动能修正系数α1，有 p1 v12 p2 v 2 2 h g 2 g g 2 g 局部能量损失，它包括两部分:式中，?hζ为流体流经小孔的局部能量损失流体流经截面突然缩小时的hζ1和突然扩大时的hζ2。 2 v c2 Ac v c2由前知 h 1 经查手册得 h 2 1 2g A2 2 g high-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院高职学院 液压传动 第二章 液压传动基础 v c2由于Ach和 压差lh 若缝隙两端存在压差lh。若缝隙两端存在压差Δpp1-p2，液体就会产生流动;即使没有压差Δp的作用，如果两块平板有相对运动，由于液液 图1-34 平行平板缝隙间的液流体粘性的作用，液体也会被平体粘性板带着产生流动。high-technical institute of Shanghai 上海电机学院高职学院 Dian Ji University 液压传动 第二章 液压传动基础 最一般的流动情况，即既有 压差的作分析液体在平行平板缝隙中最一般的流动情况 既有压差的作用，又受平板相对运动的作用用，又受平板相对运动的作用。 微元?錮xdy(宽度方向取单位长)，作用在其左在液流中取一个微元体 压力为p和pdp，上下两面所受到的切应力右两端面上的压力 切应力为τdτ和 微元体的受力平衡方程为τ，因此微元体的受力平衡方程 pdy τ d dx p dpdy τdx du经过整理并将 代入后有 dy d 2 u 1 dp dy 2 dxhigh-technical institute of Shanghai Dian Ji University 上海电机学院