液体动力学的一些基本概念概述

行业动态     |     2020-01-20
摘要:在液压传动中液压油总是在不断地流动着的,因此必须究液体运动时的现象和规律,着重讨论作用在液体上的力以及这些力相液体运动特性之间的关系。本文兴迪源机械带来液体动力学的一些基本概念概述。

  在液压传动中液压油总是在不断地流动着的,因此必须究液体运动时的现象和规律,着重讨论作用在液体上的力以及这些力相液体运动特性之间的关系。本文兴迪源机械带来液体动力学的一些基本概念概述。
 
  液体在流动过程中,由于重力、惯性力、黏性摩擦力等的影响,其内部各处质点的运动状态是各不相同的,这些质点在不同时间、不同空间处的运动变化对液体的能量损耗有所影响,但对液压技术来说,使人感兴趣的只是整个液体在空间某特定点处或特定区域内的平均运动情况。此外,流动液体的状态还与液体的温度,黏度等参数有关。为了简化条件,便于分析,一般都在等温的条件下(因而可把黏度看作是常量,密度只与压力有关,且近似为常数)讨论液体的流动情况。
 
  一、理想液体、定常流动和一维流动的概念
 
  1)理想液体的概念:
 
  研究液体流动时的运动规律必须考虑液体黏性的影响,当压力发生变化时,液体的体积会发生变化,但由于这个问题比较复杂,所以在开始分析时可以先假定液体为无黏性,不可压缩的理想液体,然后再根据试验结果,对理想液体的基本方程加以修正,使之比较符合实际情况。人们把既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体。
 
  2)定常流动的概念:
 
  液体流动时,若液体中任何一点的压力,速度和密度都不随时间而变化,则这种流动就称为定常流动(恒定流动或非时变流动);反之,只要压力、速度和密度中有一个随时间变化,液体就是做非定常流动(非恒定流动或时变流动),定常流动与时间无关,研究比较方便,而研究非定常流动就复杂得多。因此,在研究液压系统的静态性能时,往往将一些非定常流动问题适当简化,作为定常流动来处理。但在研究其动态性能时则必须按非恒定流动来考虑。
 
  3)一维流动的概念:
 
  当液体整体做线形流动时,称为一维流动,当做平面或空间流动时,称为二维或三维流维流动最简单,但是严格意义上的一维流动要求液流截面上各点处的速度矢量完全相同,这种情况在实际液流中极为少见。一般常把封闭容器内的液体流动按一维流动处理,再用试验数据来修正其结果,液压传动中对油液流动的分析讨论就是这样进行的。
 
  二、迹线、流线、流束和通流截面的概念
 
  1)迹线的概念:
 
  迹线是流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运动轨迹。
 
  2)流线的概念:
 
  流线是表示某一瞬时液流中各处质点运动状态的一条条曲线,在此瞬时,流线上各质点速度方向与该线相切,如图1-10a所示。在非定常流动时,由于各点速度可能随时间变化,因此流线形状也可能随时间而变化。在定常流动时,流线不随时间而变化,这样流线就与迹线重合。由于流动液体中任一质点在其一瞬时只能有一个速度,所以流线之间不可能相交,也不可能突然转折,流线只能是一条光滑的曲线。
 
 
  图1-10  流线、流管和流束、通流载面
 
  a)流线b)流管和流束c)通流截面
 
  3)流管和流束的概念:
 
  在液体的流动空间中任意画一不属于流线的封闭曲线,沿经过此封闭曲线上的每一点做流线,由这些流线组合的表面称为流管。流管内的流线群称为流束,如图1-10b所示,定常流动时,流管和流束形状不变。且流线不能穿越流管,故流管与真实管流相似,将流管断面无限缩小趋近于零,就获得了微小流管或微小流束,微小流束实质上与流线一致,可以认为运动的液体是由无数微小流束所组成的。
 
  4)通流截面的概念:
 
  流束中与所有流线正交的截面称为通流截面,如图1-10c中的A面和B面,截面上每点处的流动速度都垂自于这个面。
 
  流线彼此平行的流动称为平行流动,流线夹角很小或流线曲率半径很大的流动称为缓变流动。平行流动和缓动流动都可算是一维流动。
 
  【兴迪源机械液压技术优势
 
  兴迪源机械严格按照ISO国际标准质量管理体系和5S管理标准进行质量监控和内部管理。建立有 “河南省流体压力成形智能装备工程技术研究中心”,核心团队由数10名博士、硕士和各高等院校金属成形专家教授组成,专注于液压成形核心技术和产品工艺研发。
金属三通管成形液压机
 
  兴迪源机械与中国科学院金属研究所、南京航空航天大学等院校开展长期的产、学、研合作,并共同设立了“液压成形技术产业化示范基地”,时刻跟踪国内外领先技术,不断提升“兴迪源”液压设备品牌价值。
 
  部分文段和图片摘自:
 
  《液压与气压传动》
 
  作者:左健民
 
  由兴迪源机械编辑
 
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