1.6 液压的损失、冲击及气穴（课件）-高二《液压与气压传动》同步精品课堂

液压与气压传动 1.6 液压的损失、冲击及气穴 第一章 液压传动基础 1 流动液体压力损失 2 液压冲击与气穴 目 录 本节课内容 3 冲击与气穴的防治措施 www.515ppt.com 2 一、管道压力损失分析 液体在管道中流动时克服由粘性而产生的摩擦阻力及液体质点碰撞所消耗的能量，称为能量损失。这种能量损失表现为压力损失。 压力损失产生的内因是液体的粘性，外因是管道形状和液体的流态。 压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失两类。 第一章 6、液压的损失、冲击及气穴 在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失。液压系统中的压力损失分为两类。一类是油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称之为沿程压力损失。这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。 通过实验沿程能量损失计算公式： 圆管层流时沿程能量损失系数λ的选取，对于金属管取： 圆管紊流运动的沿程能量损失： • 实验证明，在紊流状态下，沿程能量损失系数不仅与雷诺数有关，而且还与管道内壁的表面粗糙度有关。 • 紊流光滑管：“粗糙部分”淹没在近壁层流层中，对主流无影响。 • 紊流粗糙管：管壁绝对粗糙度暴露在近壁层流层外，对主流产生影响。 液体作层流运动时，沿程能量损失系数仅与雷诺数Re有关，与管道内壁的表面粗糙度无关。 ε-管道内壁表面绝对粗糙度的平均值。 δ-近壁层流层的厚度。液体紊动越剧烈，雷诺数就越高，该近壁层流层就越薄。 另一类是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失。 2. 局部压力损失 局部压力损失Δpζ与液流的动能直接有关，一般可按下式计算 （2-67） 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。 液流的局部压力损失与动能直接有关，计算公式为 。 机电工程系 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 （2-68） 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10~20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。 二、液压冲击和气穴现象 （一）液压冲击 在液压系统中，常常由于一些原因而使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 液压冲击危害： 出现液压冲击时，液体中的瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍，它不仅会损坏密封装置、管道和液压元件，而且还会引起振动和噪声；有时甚至会使某些压力控制的液压元件产生误动作，造成事故。 产生原因： 液流通道迅速关闭或迅速换向，液流速度的大小或方向发生突然变化，液流停止运动，动能转换为压力能，使压力急剧升高，形成液压冲击。 运动着的工作部件突然制动、换向、启动，其惯性使压力急剧升高，形成液压冲击。 某些液压元件动作失灵或不灵敏，使液流受阻，系统压力升高，形成液压冲击。 减小液压冲击的措施： 延长阀门关闭时间和运动部件的制动时间，减慢液流的换向速度，削减冲击波的强度。 在冲击源处设置蓄能器，增加系统的弹性，以吸收液压冲击的能量。适当加大管道直径，尽量缩短管路长度。 限制管道中液体的流速和运动部件的运动速度或采用用橡胶软管。 在容易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。 适当加大管道直径，尽量缩短管路长度。 （二）“气穴”现象 在液压系统中，当流动液体某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会游离出来，使液体中产生大量气泡，这种现象称为气穴现象。气穴现象使液压装置产生噪声和振动，使金属表面受到腐蚀。 “气穴”通常会对液压系统造成极大的危害： 一方面使金属表面疲劳。 另一方面又使工作介质变质，对金属产生化学腐蚀作用，从而使液压元件表面受到侵蚀、剥落，甚至出现海绵状的小洞穴。 因气穴而对金属表面产生腐蚀的现象称为气蚀。气蚀会严重损伤元件表