1.4 流体的压力和流量（课件）-高一《气动与液压传动》同步精品课堂（机工版·第2版）

《气动与液压传动》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第1章 气压与液压传动基础知识 1.4 流体的压力和流量 知识目标 1.理解流体静压力和动压力的概念，以及它们是如何影响液体和气体传动系统中流体的行为的。 2.学习帕斯卡定律和伯努利定律，以及它们是如何应用在气压和液压系统设计中的。 能力目标 1.能够应用基础公式和定律来计算涉及气压和液压系统中的流体压力和流量。 2.能够利用学到的知识来设计简单的气压和液压系统，并对系统性能进行预测和分析。 情感目标 1.增强学生对气压和液压传动原理的兴趣，理解其在现实世界中的广泛应用。 2.培养学生探索和实践的意愿，激发他们自己设计和改进传动系统的热情。 三维目标 导入情景 01 如下所示的是一个计算压强的基本公式 新知学习 02 一、压力 1、液体静压力及其特性 (1) 液体静压力 当液体相对静止时，液体单位面积上所受的法向力称为压力，相当于物理学中的压强，即 新知学习 02 （2）液体静力学基本方程 1) 液体静压力的方向总是沿作用面的内法线方向。 2)静止液体内任一点处的静压力在各个方向上都相等。 一、压力 新知学习 02 2.液体静力学基本方程 如图所示，密度为 p 的液体在容器内处于静止状态，作用在液面上的压力为 P0，距液面深度为h处某点的压力为P，则 一、压力 切削运动分析： 新知学习 02 式 称为液体静力学基本方程。由式 可知: 1) 静止液体内任一点处的压力由两部分组成:一部分是液面上的压力 Po，另一部分是液柱的重力所产生的压力 pgh。当液面上只受大气压力 p时，则 2)静压力随液体深度呈线性规律递增。 3)离液面深度相同处各点的压力均相等，由压力相等的点组成的面称为等压面，此等压面为一水平面。 一、压力 切削运动分析： 新知学习 02 3、压力的测量与表示方法 压力的表示方法有两种，即绝对压力和相对压力。绝对压力是以绝对真空作为基准所表示的压力，而相对压力是以大气压力作为基准所表示的压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，所以相对压力也称为表压力。绝对压力和相对压力的关系如下 绝对压力=相对压力+大气压力 当绝对压力小于大气压力时，比大气压力小的那部分数值称为真空度，即 真空度 = 大气压力 - 绝对压力 绝对压力、相对压力和真空度的相互关系见图 一、压力 切削运动分析： 新知学习 02 4、压力的形成与传递 由静力学基本方程可知，液体的压力是靠外力作用而形成的。在密闭容器中的静止液体当一处受到外力作用而产生压力时，这个压力将通过液体等值传递到液体内部的各点。这就是静压传递原理，又称帕斯卡原理。在图所示密闭连通器中，各容器上压力表指示的数值都相同。 一、压力 切削运动分析： 新知学习 02 例1-1 如图所示为相互连通的两个液压缸，已知大缸内径D=100mm，小缸内径d=30mm，大活塞上放一重物 G=20kN。问在小活塞上应加多大的力 F，才能使大活塞顶起重物? 解:根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中相等，即 故顶起重物时在小活塞上应加的力为 一、压力 新知学习 02 由例 1-1 可知，液压装置具有力的放大作用。液压机和液压干斤顶就是利用这个原理进行工作的。 如果 G=0，则不论怎样推动小活塞，也不能在液体中形成压力，即p=0;反之，G越大，液压缸中的压力也越大，推力也就越大。这说明了液压系统的工作压力决定于外负载。综上所述，液压传动是依靠液体内部的压力来传递动力的，在密闭容器中压力是以等值 传递的。所以静压传递原理是液压传动基本原理之一。 此外，液体流动时还有动压力，但在一般液压传动中动压力很小，可以不计。所以在液体流动时，主要考虑静压力。 一、压力 切削运动分析： 新知学习 02 液压传动是依靠密封容积的变化来传递运动的，而密封容积的变化必然引起液体的流为此，需要了解有关液体流动的一些基本概念和规律。 1.流量和平均流速 (1) 通流截面 垂直于液体流动方向的截面。 (2) 流量q 单位时间内流过某一通流截面的液体体积，即 式中 V--液体体积(m3); t--液体流过的时间 (s)。 流量的单位为 m3/s或L/min，换算关系为 1m3/s=6 x104L/min。 二、流量 新知学习 02 (3)平均流速 y 液体流动时，由于黏性的作用，使