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液压与气动应用技术(第2版)pdf/doc/txt格式电子书下载

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液压与气动应用技术(第2版)pdf/doc/txt格式电子书下载

书名:液压与气动应用技术(第2版)pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语:

作者:韩京海著

出版社:电子工业出版社

出版时间:2014-02-01

书籍编号:30467711

ISBN:9787121223747

正文语种:中文

字数:146932

版次:2

所属分类:教材教辅-中职/高职

全书内容:

液压与气动应用技术(第2版)pdf/doc/txt格式电子书下载






职业教育 继往开来(序)


自我国经济在21世纪快速发展以来,各行各业都取得了前所未有的进步。随着我国工业生产规模的扩大和经济发展水平的提高,教育行业受到了各方面的重视。尤其对高等职业教育来说,近几年在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下,高职院校以服务为宗旨、以就业为导向,开展工学结合与校企合作,进行了较大范围的专业建设和课程改革,涌现出一批示范专业和精品课程。高职教育在为区域经济建设服务的前提下,逐步加大校内生产性实训比例,引入企业参与教学过程和质量评价。在这种开放式人才培养模式下,教学以育人为目标,以掌握知识和技能为根本,克服了以学科体系进行教学的缺点和不足,为学生的顶岗实习和顺利就业创造了条件。


中国电子教育学会立足于电子行业企事业单位,为行业教育事业的改革和发展,为实施“科教兴国”战略做了许多工作。电子工业出版社作为职业教育教材出版大社,具有优秀的编辑人才队伍和丰富的职业教育教材出版经验,有义务和能力与广大的高职院校密切合作,参与创新职业教育的新方法,出版反映最新教学改革成果的新教材。中国电子教育学会经常与电子工业出版社开展交流与合作,在职业教育新的教学模式下,将共同为培养符合当今社会需要的、合格的职业技能人才而提供优质服务。


近期由电子工业出版社组织策划和编辑出版的“全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列”,具有以下几个突出特点,特向全国的职业教育院校进行推荐。


(1)本系列教材的课程研究专家和作者主要来自于教育部和各省市评审通过的多所示范院校。他们对教育部倡导的职业教育教学改革精神理解得透彻准确,并且具有多年的职业教育教学经验及工学结合、校企合作经验,能够准确地对职业教育相关专业的知识点和技能点进行横向与纵向设计,能够把握创新型教材的出版方向。


(2)本系列教材的编写以多所示范院校的课程改革成果为基础,体现重点突出、实用为主、够用为度的原则,采用项目驱动的教学方式。学习任务主要以本行业工作岗位群中的典型实例提炼后进行设置,项目实例较多,应用范围较广,图片数量较大,还引入了一些经验性的公式、表格等,文字叙述浅显易懂。增强了教学过程的互动性与趣味性,对全国许多职业教育院校具有较大的适用性,同时对企业技术人员具有可参考性。


(3)根据职业教育的特点,本系列教材在全国独创性地提出“职业导航、教学导航、知识分布网络、知识梳理与总结”及“封面重点知识”等内容,有利于老师选择合适的教材并有重点地开展教学过程,也有利于学生了解该教材相关的职业特点和对教材内容进行高效率的学习与总结。


(4)根据每门课程的内容特点,为方便教学过程对教材配备相应的电子教学课件、习题答案与指导、教学素材资源、程序源代码、教学网站支持等立体化教学资源。


职业教育要不断进行改革,创新型教材建设是一项长期而艰巨的任务。为了使职业教育能够更好地为区域经济和企业服务,殷切希望高职高专院校的各位职教专家和老师提出建议和撰写精品教材(联系邮箱:chenjd@phei.com.cn,电话:010-88254585),共同为我国的职业教育发展尽自己的责任与义务!


中国电子教育学会

第2版前言


近年来,随着我国经济的快速发展,机电行业取得了明显的进步,同时对行业技术人员的理论知识与操作技能提出了更高的要求。高职院校肩负着为行业培养更多更好的专业技能人才的使命。按照教育部倡导的教学改革思路与要求,职业院校的多个相关专业不断开展专业建设和课程改革,取得了许多的课程改革成果与经验。为了方便和有针对性地开展课程教学,使学生掌握更多的知识和技能,以便顺利就业和做好职业岗位工作,有必要对本书进行修订。通过学生就业岗位需求和针对职业典型工作任务的分析,本书侧重培养学生基本技能,尽量编入新技术和新设备内容,强调以真实项目为引导,突出完成工作任务与所需知识的密切联系,强化学生知识应用综合技能和创新能力的培养,更好地满足企业用人的需要。知识拓展部分提供液压与气动技术的最新发展,为学生课外阅读和深入学习提供丰富的素材。


本书第1版得到了广大院校老师的欢迎和使用,已发行23000余册,编者根据新的教学需要,在广泛征求专业教师和职教专家意见的基础上,结合最新的职业教育教学改革成果,以突出应用能力和综合素质培养为原则进行修订,其修订思路如下。


1.以具体化的工作项目任务为载体开展教学,每个项目任务都包括实践知识、理论知识、职业态度与情感等内容,是相对完整的一个系统。


2.紧密结合学校与企业工业现场的设备,以知识的应用为目的,以工作过程为主线,融合最新技术和工艺知识,强调知识、能力、素质结构整体优化,强化设备系统安装调试、维修和工程应用能力。


3.在内容选择上,突出课程内容的实践性和实用性。任务的选取从简单到复杂、由单一到全面,基本知识由浅入深贯穿全书。每个任务基于完整的工作过程,具有可操作性和可行性,内容安排合理,使学生更加有效地将理论和实践相结合,有利于学习和就业。


4.在任务的可操作性上,强调元器件的认识和选取方法,增加了新型控制阀的应用,注重其工程实际应用,强化学生对液压与气动系统回路设计、组建和调试,设备的安装与控制,系统故障的分析与排除等方面的技能。


本书图文并茂,通俗易懂,通过13个学习项目、27个任务来强化学员的操作技能。本书以项目任务为导向,可采用四步教学法、引导提示法、案例分析法、模拟教学法、演示教学法等多种方法进行教学与实践。每个项目任务设有【学习目标】、【任务引入】、【任务分析】、【相关知识】和【任务实施】、【知识拓展】、【自我评价】等。本书的参考学时为60~80学时,不同院校可根据不同专业设置和实际情况,对任务和学时进行适当的调整。


本次修订由南京交通职业技术学院韩京海任主编并进行统稿,由南京化工职业技术学院郭燕、无锡工艺职业技术学院王维英任副主编,南京机电职业技术学院陆晨芳、无锡工艺职业技术学院陆新、南京翼马数控机床有限公司陆江参加编写。具体分工如下:项目1、2由郭燕编写,项目5、6、7、8、12由韩京海编写,项目3、4、9由王维英编写,项目10、11由陆晨芳编写,项目13由陆新编写,项目12部分案例由陆江编写。本书配套的多媒体教学课件、习题及参考答案由韩京海、王维英、郭燕制作完成。本书由南京交通职业技术学院高彩霞副教授主审。在修订编写过程中得到无锡工艺职业技术学院徐小东副教授和南京旭上数控机床有限公司潘毅工程师的大力支持和关心指导,同时也从许多文献中得到有益的启发,在此表示衷心的感谢!


由于编写水平有限,书中难免有不到之处,敬请读者指正,以便在再次修订时加以完善。


为了教学方便,本书提供精美的多媒体教学课件、习题参考答案和图片素材等立体化教学资源,读者可通过华信教育资源网(http://www.hxedu.com.cn)免费注册后进行下载,有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系(E-mail:hxedu@phei.com.cn)。


编者

第1版前言


本书根据高等职业教育和高等专科教育要求,结合最新的教学改革经验,按照以就业为导向、以能力为本位、突出应用能力和综合素质培养的原则进行编写。全书内容包括液压传动和气动技术两部分,共分13章,其中第1~9章为液压传动,第1013章为气动技术。本书主要论述了液压与气动的基础知识、液压元件、液压基本回路和应用、液压系统的安装和维护、气源装置、气动元件、气动基本回路以及气动系统的应用和维护等。


本书在编写过程中注重理论联系实际,采用理论实践一体化教学法优化课程内容,较好地处理了理论教学与技能训练的关系,切实突出“管用、够用、适用”的教学指导思想;注重教材的针对性和实用性,尽量编入新技术和新设备内容,配有工程项目应用实例作为操作训练项目,提高学生的学习兴趣,贴近工程实际,以缩短学校教育与企业需要间的距离,更好地满足企业用人的需要,体现高职教育重技能操作的教学特色。


本书图文并茂,通俗易懂,通过18个实训项目强化学员的操作技能。为使学员更直观地认识到教材内容与职业岗位的关系,本书设置了“职业导航”;为更好地引导教师与学员实现教学目标,教材在每章都设置了“教学导航”;为使学员掌握每小节内容的知识与技能要点,本书在正文中都提供了“知识分布网络”;为了帮助学员实现学习目标,教材在每一章的最后均安排了“知识梳理和总结”。


本书由无锡工艺职业技术学院徐小东任主编,南京交通职业技术学院韩京海、南通职业大学王磊任副主编,南通职业大学吴炜及无锡工艺职业技术学院陆新、王维英参加编写。其中绪论、第4~7章由韩京海编写,第1~3章、第10~12章由徐小东编写,第8~9章由王磊编写,第13章由陆新编写,多媒体教学课件、习题及答案由徐小东、吴炜、王维英制作完成,校对工作由王维英完成。本书由深圳职业技术学院朱光力教授担任主审。在编写过程中得到了江苏工学院左健民教授和无锡职业技术学院倪森寿副教授的大力支持和关心指导,在此表示衷心的感谢!


本书在编写过程中得到许多同行、专家和企业工程人员的指点,同时也从许多文献中得到有益的启发。由于编写水平有限,书中难免有不到之处,敬请读者指正,以便在修订时加以完善。


本书为《液压与气动技术》省级精品课的配套教材,提供精美的多媒体教学课件、习题参考答案和图片素材等立体化教学资源,精品课网站为http://58.193.80.5/yycd/index.asp。本书力求克服以往教材形式的单一性,提高其适用性,满足现代学习者个性化、自主性和实践性的要求,为教学提供整体解决方案,促进优秀教学资源的有机整合与合理运用。读者也可通过华信教育资源网(http://www.hxedu.com.cn)免费注册后浏览和参考更多的教材与教学资源。


编者

项目1 液压传动系统输出力的确定


学习目标


通过本项目的学习,应掌握液压传动系统的工作原理、组成和液体静力学的有关知识,形成识别液压系统的各个组成部分和进行液体静压力计算的能力。其具体目标为:


(1)掌握液压传动系统的工作原理及组成;


(2)掌握液体静压力及传递原理;


(3)能识别液压元件图形符号;


(4)能说出液压传动优缺点;


(5)能识别液压系统的各个组成部分;


(6)能计算液体的静压力。


任务1-1 认识液压系统


任务引入


如图1-1所示是工地上常见的挖掘机,它由液压传动系统带动铲斗运动从而完成挖掘工作。

img

图1-1 挖掘机

这种设备中都使用了液压传动系统。那么,什么是液压传动系统?液压传动系统是如何带动机器工作的呢?


任务分析


一个液压传动系统要由哪些部分组成才能正常工作?液压传动系统又分成哪些类别呢?下面就先来认识一下液压传动系统。


相关知识


1-1-1 液压传动的概念


所谓传动,是指传递运动和动力的方式。常见的传动有机械传动、电气传动和流体传动。


流体传动包括液体传动和气体传动。液体传动是指以液体为工作介质来传递动力(能量),包括液压传动和液力传动。其中液压传动主要以液体压力能来传递动力,液力传动主要以液体动能来传递动力。

img

1—杠杆;2—小活塞;3—小缸体;4、5—单向阀;6—大缸体
7—大活塞;8—重物;9—卸油阀;10—油箱
图1-2 液压千斤顶的工作原理图

液压传动是以流体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。利用多种元件组成不同功能的基本回路,再由若干个基本回路有机地组合成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量的传递、转换和控制,以满足机电设备对各种运动和动力的要求。


1-1-2 液压传动的工作原理


1.液压千斤顶


讨论液压传动的工作原理可以从最简单的液压千斤顶入手,如图1-2所示,标示了液压千斤顶的工作原理。液压千斤顶由手动液压泵和举升液压缸两部分构成。大缸体6、大活塞7和卸油阀9组成举升液压缸。杠杆1、小活塞2、小缸体3、单向阀4和5等组成手动液压泵。另外还有油箱10和重物8。


工作时,先提起杠杆l使小活塞2向上移动,小活塞下端油腔容积增大,形成局部真空,这时单向阀5将所在油路关闭。而油箱10中的油液则在大气压力的作用下,推开单向阀4的钢球,沿吸油孔道进入并充满小缸体3的下腔,完成一次吸油动作。接着用力压下杠杆1,小活塞2下移,小缸体3下腔的密闭容积减小,其腔内压力升高,单向阀4关闭,阻断了油液流回油箱的通路,并使单向阀5的钢球受到一个向上的作用力。当这个作用力大于大缸体6下腔对它的作用力时,钢球被推开,油液便进入大缸体6的下腔(卸油阀9处于关闭状态),推动大活塞7向上移动,顶起重物8。反复提压杠杆1,就能不断地把油液压入举升缸下腔,使重物逐渐地升起。将卸油阀9转动90°,缸体6下腔与油箱连通,活塞7在重物8推动下下移,下腔的油液通过卸油阀9流回油箱10。


由液压千斤顶的工作过程可知:小液压缸与单向阀4和活塞7一起完成吸油与压油,将杠杆的机械能转换成油液的压力能输出,称为(手动)液压泵。大液压缸将油液的压力能转换为机械能输出,顶起重物,称为执行元件(液压缸)。大、小液压缸组成了最简单的液压系统,实现了运动和动力的传递。


2.机床工作台的液压传动系统


如图1-3(a)所示为机床工作台液压传动系统结构原理,它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头组成。


该系统的工作原理是:液压泵由电动机驱动后,从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵,油液由泵腔的低压侧吸入,从泵的高压侧输出,在图1-3(a)所示状态下,通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔,压力油推动活塞连同工作台向右移动。这时,液压缸右腔的油经换向阀和回油管6排回油箱。

img

1—工作台;2—液压缸;3—活塞;4—换向手柄;5—换向阀;6,8,16—回油管;7—节流阀;9—开停手柄;10—开停阀;
11—压力管;12—压力支管;13—溢流阀;14—钢球;15—弹簧;17—液压泵;18—滤油器;19—油箱
图1-3 机床工作台液压系统结构原理

如果将换向阀手柄转换成如图1-3(b)所示的状态,则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔, 压力油推动活塞连同工作台向左移动,并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管6排回油箱。


工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时,进入液压缸的油量增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,进入液压缸的油量减小,工作台的移动速度减小。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力,液压缸必须产生一个足够大的推力,这个推力是由液压缸中的油液压力所产生的。要克服的阻力越大,缸中的油液压力越高;反之压力就越低。这种现象正说明了液压传动的一个基本原理,即压力取决于负载。


1-1-3 液压传动系统的组成及图形符号


1.液压传动系统的组成


由上面的例子可以看出,一个完整的液压传动系统主要由以下几部分组成。


(1)动力元件。它将原动机输出的机械能转换为油液的压力能,提供液压系统所需要的压力油。常见的动力元件是液压泵。


(2)执行元件。它将油液的压力能转换为机械能,驱动工作机构做直线运动或旋转运动。常见的执行元件是液压缸和液压马达。


(3)控制元件。它控制和调节系统中油液的压力、流量和流动方向。控制元件包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。这些元件组合成了能完成不同功能的液压系统。


(4)辅助元件。除以上三种以外的其他装置称为辅助元件,起着储油、过滤、测量和密封等作用,以保证液压系统可靠、稳定、持久地工作。例如,油箱、过滤器、分水过滤器、油雾器、蓄能器等。

img

1—油箱;2—滤油器;3—液压泵;
4—溢流阀;5—开停阀;6—节流阀;
7—换向阀;8—液压缸;9—工作台
图1-4 机床工作台液压系统的图形符号图

(5)传动介质。它是液压传动系统中传递能量的液体。常用的传动介质是液压油。


2.液压传动系统的图形符号


液压传动系统的原理图是由代表各种液压元件、辅件及连接形式的图形符号组成的,用以表达一个液压系统工作原理的示意图。


液压传动系统的原理图有两种表达方式:一种是半结构式系统原理图,它有直观性强、容易理解的优点,当液压系统发生故障时,根据原理图检查十分方便,但图形比较复杂,绘制比较麻烦,一般较少使用;另一种是用图形符号表示的系统原理图,即把各类液压元件用规定的图形符号表示。


我国制定的液压与气动元件图形符号最新标准为GB/T 786.1—1993《流体传动系统及元件图形符号和回路图第一部分:用于常规用途和数据处理的图形符号》,其中常用液压控制元件图形符号摘录于本教材附录A中。如图1-4所示为机床工作台液压系统的图形符号图。


1-1-4 液压传动的特点


1.液压传动的优点


(1)单位功率的重量轻(比功率大),即在相同功率输出的条件下,体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好。例如,轴向柱塞泵的重量只是同功率直流发电机重量的10%~20%,前者的外形尺寸只有后者的12%~13%。


(2)可在较大范围内实现无级调速。调速范围一般100∶1,最高可达2000∶1。


(3)工作平稳、反应快、冲击小,能快速启动、制动和频繁换向。


(4)容易获得很大的力和转矩,可以使传动结构简单。


(5)操作控制方便,调节简单,易于实现自动化。当机、电、液配合使用时,易于实现较复杂的自动工作循环和较远距离操控。


(6)易于实现过载保护,安全性好。采用矿物油为工作介质,相对运动表面间能自行润滑,可以延长元件的使用寿命。


(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,便于液压系统的设计、制造和使用。液压元件的排列布置也具有较大的灵活性。


2.液压传动的缺点


(1)液压传动以液压油为工作介质,在相对运费表面间会出现泄漏。


(2)由于液体不是绝对不可压缩的,所以液压传动不能保证严格的传动比。


(3)液压传动系统的成本比一般机械传动系统要高一些。


(4)液压传动在工作过程中有较多的能量损失,如摩擦损失、泄漏损失等,故不宜远距离传动。


(5)液压传动的故障诊断比较困难,因此对维修人员的要求很高,需要系统地掌握液压传动知识并有一定的实践经验。


(6)随着高压、高速、高效率和大流量液压传动技术的现场应用,液压元件和系统的噪声增大,泄漏增多,容易造成环境污染。


任务实施1-1 认识挖掘机液压系统的组成


工作任务单

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续表

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任务1-2 确定液压千斤顶的输出力


任务引入


如图1-5所示,要求左方站立的人能够借助液压千斤顶,通过手的力气将右方的小汽车举起,计算F1与F2的关系。

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图1-5 液压千斤顶的受力关系

任务分析


在日常生活中,仅依靠人力是不可能举起重达几吨的小汽车的。要完成将小汽车举起的任务,液压系统必须能将人的力放大,那么液压系统是如何将较小的力转化为较大的力呢?


液压传动系统中是依靠什么作为工作介质来传递力的,对工作介质有何要求,又如何来选用?下面就让我们一起学习液压传动系统输出力的相关知识。


相关知识


1-2-1 液体静力学


1.液体静压力及其特性


液体静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力,如果在液体内某质点处微小面积ΔA上作用有法向力ΔF,则ΔF/ΔA的极限就定义为该点处的静压力,用p表示,即


p=imgimg


(1-1)


若在液体的面积A上,所受的作用力F均匀分布时,则静压力可表示为:


p=img


(1-2)


液体静压力在物理学上称为压强,在工程实际应用中习惯上称为压力。


液体静压力有以下特性:液体静压力垂直于作用面,其方向与该面的内法线方向一致;静止液体内任何一点所受到的静压力在各个方向上都相等。

img

图1-6 静压力的分布规律

2.液体静力学方程


静止液体内部受力情况可用图1-6来说明。设容器中装满液体,在任意一点A处取一微小面积dA,该点距液面深度为h。根据静压力的特性,作用于这个液柱上的力在各方向都呈平衡状态,现求各作用力在Z方向的平衡方程。


平衡方程为:


pdA=p0dA+ρghdA


p=p0+ρgh


(1-3)


式(1-3)为液体静力学基本方程。由此可知,静止液体中任一点的压力均由两部分组成,即液面上的表面压力p0和液体自重而引起的对该点的压力ρgh。静止液体内的压力随液体距液面的深度h变化呈线性规律分布,且在同一深度上各点的压力相等。


3.压力的表示方法及单位


液体压力通常有绝对压力、相对压力(表压力)、真空度三种表示方法。因为在地球表面上,一切物体都受大气压力的作用,而且是自成平衡的,即大多数测压仪表在大气压力下并不动作,这时它所表示的压力值为零,因此,它们测出的压力是高于大气压力的那部分压力。也就是说,它是相对于大气压(即以大气压为基准零值时)所测量到的一种压力,因此称它为相对压力或表压力。另一种是以绝对真空为基准零值时所测得的压力,我们称它为绝对压力。当绝对压力低于大气压时,习惯上称为出现真空。因此,某点的绝对压力比大气压小的那部分数值叫作该点的真空度。所以有:真空度=大气压力-绝对压力。有关绝对压力、相对压力及真空度的关系如图1-7所示。


如果不特别指明,液、气压传动中所提到的压力均为表压力。


压力的单位为帕斯卡,简称帕,符号为Pa,1Pa=1N/m2。由于此单位很小,工程上使用不便,因此常采用它的倍数单位兆帕,符号为MPa,其关系为1MPa=106Pa。在工程上目前还采用的压力单位有巴,符号为bar,即1bar=105N/m2=10N/cm2


4.压力的传递


由静压力的基本方程可知,静止液体中任意一点处的压力都包含了液体上的压力p0。在液压传动中,由于负载产生的外加压力p0远大于液体自重所形成的压力ρgh,因此可忽略ρgh,即认为液压传动中液体内部压力处处相等,p=p0。若负载越大,即p0越大,则液压系统中液体压力p也就越大,反之亦然。由此说明液压系统的工作压力取决于负载,并随着负载的变化而变化。


密封容器内的静止液体,当边界上的压力p0发生变化时,例如,增加Δp则容器内任意一点的压力将增加同一数值Δp,也就是说,在密封容器内施加于静止液体任一点的压力将以等值传递到液体内各点。这就是帕斯卡原理。


如图1-8所示,在密封容器内,施加于静止液体上的各点压力将以等值同时传递到液体内各点,容器内压力方向垂直于内表面。

img

图1-7 绝对压力、相对压力和真空度的关系

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图1-8 帕斯卡原理的示意图

容器内液体各点的压力为:


p=img=img


(1-4)


由于A2>A1,故W>F。也就是说,在小活塞上施加较小的力F,即可在大活塞上获得较大的输出力,从而能够举升重物W。


1-2-2 液体动力学


1.液体流动的基本概念


1)理想液体和恒定流动


由于液体具有黏性,只有在流动时才表现出来,因此研究流动液体时就要考虑其黏性的影响,而液体的黏性问题是一个很复杂的问题。为了便于分析和计算问题,我们引入理想液体的概念,理想液体就是指没有黏性、不可压缩的液体。我们把既具有黏性又可压缩的液体称为实际液体。


如果空间上的运动参数p、v及ρ 在不同的时间内都有确定的值,即它们只随空间点坐标的变化而变化,不随时间t变化,对液体的这种运动称为恒定流动。


在流体的运动参数中,只要有一个运动参数随时间而变化,液体的运动就是非恒定流动。


2)流量和平均流速


流量:单位时间内通过通流截面的液体的体积称为流量,用q表示,流量的常用单位为L/min(升/分)。


对微小流束,由于通流截面积很小,可以认为通流截面上各点的流速v是相等的,所以通过该截面积dA的流量为dq=vdA,对此式进行积分,可得到整个通流截面积A上的流量为:


q=vA


(1-5)


2.连续性方程


质量守恒是自然界的客观规律,不可压缩液体的流动过程也遵守质量守恒定律。流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表现形式。


对恒定流动而言,液体通过流管内任一截面的液体质量必然相等。如图1-9所示,管内两个通流截面面积为A1和A2,流速分别为v1和v2,则


ρ1v1A12v2A2


(1-6)


若忽略液体的可压缩性,即ρ12,则通过任一截面的流量q为:


q=A1v1=A2v2=常数


(1-7)


流量的单位通常用L/min表示,与单位m3/s的换算式子如下:


1L= 1×10-3m3; 1m3/s=6×104 L/min


式(1-7)即为连续性方程,表明运动速度取决于流量,与流体的压力无关。


3.伯努利方程


能量守恒是自然界的客观规律,流动液体也遵守能量守恒定律,这个规律是用伯努利方程来表达的。伯努利方程是一个能量方程,掌握这一物理意义是十分重要的。


1)理想液体的伯努利方程


如图1-10所示,在恒定流动的管道中任取一段液流1—2为研究对象,设液流两截面A1、A2的

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