充、放气温度与时间的计算 液压的冲击和气穴.pptVIP

小结与思考题 液气压传动的工作介质 流体静力学 气体状态方程 流体动力学 液压系统的压力损失 孔口及缝隙的流量压力特性 充、放气温度与时间的计算 液压冲击和气穴 思考题： 什么叫气穴现象？产生的原因是什么？有哪些危害？如何减小这类危害？ 　第二章　流体力学基础 液气压传动的工作介质 流体静力学 气体状态方程 流体动力学 液压系统的压力损失 孔口及缝隙的流量压力特性 充、放气温度与时间的计算 液压冲击和气穴 2.7 充、放气温度与时间的计算 　　 在气压传动和液压传动的蓄能器中都要进行充气。充气的过程进行较快，热量来不及与外界交换。故，充气过程一般都只是绝热过程。 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 一、充气温度与时间的计算 T2 —— 气罐充气结束时的绝对温度； Ts —— 气源的绝对温度； p1 —— 气罐充气前的初始压力； p2 —— 气罐充气结束时的压力； k —— 绝热系数； T1 —— 气罐充气前的绝对温度； 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 充气温度与时间的计算 　　当气源与被充气罐的温度均为室温，即 Ts=T1 时： 　　 充气结束后，气罐壁散热，罐内气体温度降至室温，为一 等容过程： 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 充气温度与时间的计算 　　气罐充到气源压力时，所需的时间 是： 　　τ——充气与放气的时间常数。 ps —— 气源的压力； p1 —— 气罐内的初始压力； 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 充气温度与时间的计算 气罐充气时的压力-时间特性曲线 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 充气温度与时间的计算 二、放气温度与时间的计算 　　罐内初始压力：p1，T1；排气后的压力↓p2，温度↓T2。 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 放气温度与时间的计算 　　放气至p2立即关闭阀门。停止放气后，T升至室温，为一等容过程。 放气终了时间为： 1.893pa ——临界值 p1 —— 容器内初始绝对压力； pa —— 放气出口处的大气压力； p>1.893pa ，气流为声速流动； P<1.893pa ，气流为亚声速流动； 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 放气温度与时间的计算 气罐放气时的压力-时间特性曲线 流体力学基础 充、放气温度与时间的计算 放气温度与时间的计算 2.8 液 压 冲 击 和 气 穴 流体力学基础 液压冲击和气穴 　　 液压系统中，由于某一工作元件状态突然改变而引起（局部）油压瞬时急剧上升，产生很高的压力峰值，出现冲击波的传递过程。这种现象称为液压冲击。 一、液压冲击 　　 如：换向阀的迅速换向，液压管路突然关闭，液压缸活塞运动速度和方向突然改变等，都会引起液压冲击。 　　 现以液压管路的突然关闭为例来说明液压冲击产生的机理。 流体力学基础 充液压冲击和气穴算 液压冲击 　1. 产 生 的 机 理 流体力学基础 充液压冲击和气穴算 液压冲击 流体力学基础 充液压冲击和气穴算 液压冲击 P0 压力传递方向 时间 原因 终态 Ⅰ （第一波） ↑至P0 D→B L/C 阀突然关闭 B点压力升高。 Ⅱ （第二波） ↓ B→D 2L/C 压差 D处液体有离开趋势，起始流速方向B→左。 Ⅲ （第三波） ↓ D→B 3L/C 为阻止液体流动 停止流动，P`>P0 Ⅳ （第四波） ↑至P0 B→D 4L/C PB>PⅢ 压力恢复起始值 　　实际上，由于存在能量损失，压力冲击波呈减幅振荡趋势，直到能量消耗后，油压才趋向稳定。（如曲线2所示） 　　这就是液压冲击的全过程。（如曲线1所示） 流体力学基础 充液压冲击和气穴算 液压冲击 　2. 冲击压力 　　由以上分析可知，液压冲击是一个衰减过程。其冲击压力（即压力峰值Δpmax）可按第一波（压力升高波）来计算。 　经过计算可得： E —— 体积弹性模量。 C —— 声速，与液体密度和压缩性有关。 适用条件： ① 不考虑管道弹性变形吸收的能量，否则，实际峰值小于理论值； ② 液体时在一瞬间被关闭的。实际上，阀的关闭需要时间。时间越长，冲击压力越小；若阀门不是完全关闭，而是从流速v变成v`,则： 流体力学基础 充液压冲击和气穴算 液压冲击 　3. 液压冲击的危害及减小措施 ① 巨大的压力峰值使液压元件，尤其是液压密封件遭受破坏； ② 系统产生强烈的振动及噪声并使油温升高； ③ 使压力控制元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作，造成设备故障及事故； 　危　害: 　措　施: ① 延缓阀门关闭或运动部件制动、换向的时间； ② 限制管中液流速度（如：增大管道直径）； ③ 系统中设置缓冲装置、阻尼孔、卸荷槽等； ④ 采用橡胶软管吸收一定的液压冲击能量； 流体力学基础 充液压冲击和气穴算 液