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[分享] 液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

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  • TA的每日心情
    无聊
    2018-3-14 20:45
  • 签到天数: 5 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2018-8-9 19:05:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
    流体力学常识
    流动是流体的一般运动。这虽然像是一句废话,但是很多基础性概念听上去都像是废话。


    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    流体流动规律中,有两大因素需要考虑:流量和流速。下面我们分别了解一下。
    1、流量
    流量是指流体在单位时间内流过某一横截面积的数量。这个数量可以用体积来计量(体积流量),也可以用质量来计量(质量流量)。
    我们通常说的流量一般都是体积流量,单位为GPM(加仑每分钟)或者LPM(升每分钟),他们之间的换算关系如下,记住就行了:
    1加仑(美)=3.785 411 784 升
    1加仑(英)=4.546 091 88 升
    图1中的流量计是以上述两种单位制计量。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图1

    2、流速
    流速是指流体在单位时间内流过的距离。
    流速并不是一个可以直接测量的量,我们通常是用下述公式间接计算:
    流速V=流量Q÷横截面积A
    也就是说,流速取决于流量Q和横截面积A的大小。
    如图2所示,如果我们增加或减少的出口流量,但是出口管子的直径不改变,那么流速会发生改变。
    即:
    减小流量,流速减慢;
    增大流量,流速加快。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图2

    同样,如图3所示,如果我们保持泵的出口流量不变,只增大或缩小出口管子的直径,那么流速也会发生改变。
    即:
    减小管径,流速加快;
    增大管径,流速减慢。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图3

    当然了,流速的增加,会导致管子发热,我们都知道这是由于摩擦引起的,如图4所示。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图4

    可是,摩擦是如何产生的呢,或许图5会给我们一些启发。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图5

    图5主要表达的是流体分子与管子内壁发生碰撞,导致流体的压力能,动能转化为热能向外散发到大气中去了。
    当然了,这只是一个示意图,并不是很准确。
    3、层流
    层流是流体的一种理想流动状态。
    其具体内容可表述为:
    流体在管内低速流动;
    流体质点沿着与管轴线平行的方向做平滑的直线运动;
    流体的流速在管子中心处最大,接近管壁处最小。
    我们简单的用图6来示意。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图6

    4、紊流
    紊流也是流体的一种流动状态。
    其具体内容可表述为:
    流体在管内高速流动;
    各个流体质点的流线交织在一起,流场中有许多小漩涡;
    紊流会引起较大的能量损失。
    我们简单的用图7来示意。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图7

    在整个液压系统中,紊流多发生在管路发生弯曲的地方以及节流孔处,如图8所示。
    在设计液压系统时,我们可以尽可能增大管径和管接头的通径来改善这一现象。

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态

    液压系统基础——流量、流速、流体流动状态


    图8


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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 05:57
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-8-10 14:51:54 | 显示全部楼层
    真好,也很形象。
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