孔口和缝隙流动

1管道流动孔口流动缝隙流动工学院2§1-5孔口和缝隙流动一、孔口液流特性在液压系统的管路中，装有截面突然收缩的装置，称为节流装置（节流阀）。突然收缩处的流动叫节流，一般均采用各种形式的孔口来实现节流。节流口液体流经孔口时的分析：工学院3l/d≤0.5时为薄壁小孔；l/d4时为细长小孔；0.5l/d≤4时为短孔。l为小孔的通流长度；d为小孔的孔径。工学院4液体在薄壁小孔中的流动1122Ddld2p2p11．流经薄壁小孔的流量工学院5液体质点突然加速，惯性力作用收缩截面2-2，然后再扩散造成能量损失，并使油液发热收缩截面面积A2－2和孔口截面积A的比值称为收缩系数Cc，即Cc=A2－2/A。收缩系数决定于雷诺数、孔口及其边缘形状、孔口离管道侧壁的距离等因素。完全收缩与不完全收缩工学院6列1-1和2-2截面的伯努力方程为：gvgvgpgvgp22222222211v1可忽略不计，上式经整理后可得pCppvv2)(211212式中速度系数：1/1Cv工学院7由此求得液流通过薄壁小孔的流量为pACpACCAvqdcv22222式中Cd＝CvCc为小孔流量系数。Cd和Cc一般由实验确定完全收缩时，液流在小孔处呈紊流状态，雷诺数较大，薄壁小孔的收缩系数Cc取0.61～0.63，速度系数Cv取0.97～0.98，这时Cd＝0.61～0.62；不完全收缩时，Cd≈0.7～0.8。工学院8滑阀阀口–滑阀阀口可视为薄壁小孔，流经阀口的流量为q＝CdπDxv(2Δp/ρ)1/2式中Cd－流量系数，根据雷诺数查D－滑阀阀芯台肩直径xv－阀口开度，xv＝2～4mm锥阀阀口锥阀阀口与薄壁小孔类似，流经阀口的流量为q＝Cdπdmxvsinα(2Δp/ρ)1/2式中Cd－流量系数，根据雷诺数查dm－阀座孔直径xv－阀芯抬起高度α－阀芯半锥角工学院92、流经细长小孔的流量计算液体流经细长孔时，一般都是层流状态，可直接应用前面已导出的直管流量公式来计算，当孔口的截面积为A=πd2/4时，可写成pAldq322工学院10比较上面两式可发现，通过孔口的流量与孔口的面积、孔口前后压力差以及孔口形式决定的特性系数有关。统一即q＝KA△pm式中A为流量截面面积，m2；△p为孔口前后的压力差，N/m2；m为由孔口形状决定的指数，0.5≤m≤1；，K为孔口的形状系数。当孔口为薄壁小孔时，m＝0.5当孔口为细长孔时，m＝1当孔口为薄壁小孔时，当孔口为细长孔时，K＝d2/32μl。/2dCK工学院11工学院12二、缝隙液流特性目的：了解缝隙时液体流动的流量－压差特性。缝隙流动1、泄漏的概念和危害：液压油从压力高的地方经过配合间隙流到压力较低的地方，就称为泄漏。内泄漏和外泄漏；泄漏主要是由压力差和间隙造成的。泄漏的危害。工学院13在压差作用下，流量q与缝隙值h的三次方成正比，这说明液压元件内缝隙的大小对泄漏量的影响非常大。平板缝隙两平行平板缝隙间充满液体时，压差作用会使液体产生流动（压差流动）；两平板相对运动也会使液体产生流动（剪切流动）。通过平板缝隙的流量vbhplbhq2123工学院14环形缝隙当圆柱体移动方向和压差方向相同时取正号，方向相反时取负号。相对运动的圆柱体与孔之间的间隙为圆柱环形间隙。根据两者是否同心又分为同心圆柱环形间隙和偏心环形间隙。通过其间的流量也包括压差流动流量和剪切流动流量。设圆柱体直径为d，缝隙值为h，缝隙长度为l。通过同心圆柱环形缝隙的流量公式：(压差作用)vdhpldhq2123工学院15设内外圆的偏心量为e，流经偏心圆柱环形缝隙的流量公式：式中ho为内外圆同心时半径方向的缝隙值ε为相对偏心率，ε＝e/ho当偏心量e=ho，即ε＝1时（最大偏心状态），其通过的流量是同心环形间隙流量的2.5倍。因此在液压元件中应尽量使配合零件同心。)5.11(12230pldhq工学院164、流经平行圆盘间隙径向流动的流量123ln6rrphq5、圆锥状环形间隙流动2r22r1hαl2123ln6sinrrphqh2r1r2