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液壓液的物理性質有哪些是需要考慮的?

發布時間:2018-11-28 瀏覽次數:1155
??液壓液的物理性質 液壓液的基本性質有多項,現擇其與液壓傳動性能密切相關的三項作一介紹。
(一)密度 單位體積液體所具有的質量稱為該液體的密度,即 P=m\v式中p-液體的密度; v-—一液體的體積; m——液體的質量。常用液壓傳動液壓液的密度值如表2-2所示。表2_2常用液壓傳動液壓液的密度(20℃)液壓液密度/(kg.m-3)液壓液密度/(kg.m-3)抗磨液壓液L-HM32抗磨液壓液L-HM46油包水乳化液L-HFB水包油乳化液L-HFAE 0. 87 x l03 0. 875 x l03 0. 932 x l030. 9977 x l03水一乙二醇液壓液L-HFC通用磷酸酯液壓液L-HFDR飛機用磷酸酯液壓液L-HFDR 10號航空液壓油1. 06 x l031. 15 x l031. 05 x l030. 85 x l03液體的密度隨著壓力或溫度的變化而發生變化,但其變化量一般很小,在工程計算中可以忽略不計。10

液壓液的物理性質有哪些是需要考慮的

(二)可壓縮性 液體因所受壓力增高而發生體積縮小的性質稱為可壓縮性。若壓力為Po時液體的體積為vo,壓力增加△p,液體的體積減小△y,則液體在單位壓力變化下的體積相對變化量為式中,k稱為液體壓縮率。由于壓力增加時液體的體積減小,兩者變化方向相反,為使k成為正值,在上式右邊須加一負號。 液體壓縮率K的倒數,稱為液體體積彈性模量(以下簡稱體積模量), 表2-3所示為各種液壓液的體積模量。由表中石油基液壓油體積模量的數值可知,它的可壓縮性是鋼的100—150倍(鋼的彈性模量為2.1×l05 MPa)。

各種液壓液的體積模量(20。C,大氣壓)液壓液體積模量K/lVfPa液壓液體積模量K/MPa石油基液壓油水包油乳化液油包水乳化液(1.4 ~2) xl031. 95 x l032. 3 x l03水.乙二醇液壓液磷酸酯液壓液水3. 45 x l032. 65 x l032. 4 x l03 封閉在容器內的液體在外力作用下的情況極像一個彈簧:外力增大,體積減??;外力減小,體積增大。這種彈簧的剛度后。,在液體承壓面積A不變時(圖2-1),可以通過壓力變化△p= △F/A、體積變化△V =A△I(△l為液柱長度變化)和式(2-3)求出,即 一般情況下,液壓液的可壓縮性對液壓系統性能影響不大,但在高壓下或研究系統動態性能及計算遠距離操縱的液壓機構時,則必須予以考慮。 石油基液壓油的體積模量與溫度、壓力有關:溫度升高時,K值減小,在液壓油正常工作溫度范圍內,K值會有5%~25%的變化;壓力增加時,K值增大,但這種變化不呈線性關系,當p≥3MPa時,K值基本上不再增大。 由于空氣的可壓縮性很大,因此當液壓液中有游離氣泡時,K值將大大減小,且起始壓力的影響明顯增大。但是在液體內游離氣泡不可能完全避免,因此,一般建議石 油基液壓油K的取值為(0.7~1.4)×l03MPa,且應采取措施盡量減少液壓系統液壓液中的游離空氣的含量。圖2-1油液彈簧的剛度計算簡圖 石油基液壓油的體積膨脹系數和比熱容分別為(6.3~7.8)×10。4K“和(1.7—2.1)×103J/( kg.K)。11

液壓液的物理性質有哪些是需要考慮的

(三)粘性
1.粘性的表現 液體在外力作用下流動時,分子間內聚力的存在使其流動受到牽制,從而沿其界面產生內摩擦力,這一特性稱為液體的粘性。 現以圖2-2為例說明液體的粘性。若距離為^的兩平行平板間充滿液體,下平板固定,而上平板以速度Ⅱ。向右平動。

由于液體和固體壁面間的附著力及液體的粘性,會使流動液體內部各液層的速度大小不等:緊靠著下平板的液層速度為零,緊靠著上平板的液層速度為“0,而中間各層液體的速度當層間距離^較小時,從上到下近似呈線性遞減規律分布。其中速度快的液層帶動速度慢的;而速度慢的液層對速度快的起阻滯作用。 實驗測定表明,流動液體相鄰液層間的內摩擦力Ff與液層接觸面積A、液層間的速度梯度du/dy成正比,式中,比例系數p稱為絕對粘度或動力粘度。 若以下表示液層間的切應力,即單位面積上的內摩擦力,則上式可表示為這就是牛頓液體內摩擦定律。圖2—2液體粘性示意圖 由上式可知,在靜止液體中,速度梯度du/dy=0,故其內摩擦力為零,因此靜止液體不呈現粘性,液體只在流動時才顯示其粘性。

2.粘性的度量 度量粘性大小的物理量稱為粘度。常用的粘度有三種,即絕對粘度(動力粘度)、運動粘度、相對粘度。 .
(1)絕對粘度(動力粘度)u由式( 2-6)可知,絕對粘度肛是表征流動液體內摩擦力大小的粘性系數。其量值等于液體在以單位速度梯度流動時,單位面積上的內摩擦力,即 u=r/y (2-7) 在我國法定計量單位制及SI制中,絕對粘度p的單位是Pa.s(帕·秒)或用N.s/m2(?!っ耄?)表示。 如果絕對粘度只與液體種類有關而與速度梯度無關,那么這種液體稱為牛頓液體,否則為非牛頓液體。石油基液壓油一般為牛頓液體。
(2)運動粘度p液體絕對粘度與其密度之比稱為該液體的運動粘度z,,即 在我國法定計量單位制及SI制中,運動粘度∥的單位是-2/s(米2/秒)。因其中只有長度和時間的量綱,故得名為運動粘度。國際標準ISO按運動粘度值對油液的粘度等級(VG)進行劃分,如表2-4所示。表2-4常用液壓油運動粘度等級 (×10 -6II12/S)粘波等級40℃時粘度平均值40℃時粘度范圍粘度等級40℃時粘度平均值40℃時粘度范圍VG10VC15VG22VC32101522329. 00 ~11. 013. 5 ~ 16. 519. 8 ~ 24. 228. 8 ~ 35. 2VG46VG68VC100VG150466810015041. 4 ~ 50. 661. 2 ~ 74. 890. O ~ 110135 ~165 注:其中最主要的為VG15~ VC68。
(3)相對粘度相對粘度是根據特定測量條件制定的,故又稱條件粘度。測量條件不同,采用的相對粘度單位也不同。如恩氏粘度oE(歐洲一些國家)、通用賽氏秒SUS(美國、英國)、商用雷氏秒RiS(英、美等國)和巴氏度oB(法國)等。 國際標準化組織ISO已規定統一采用運動粘度來表示油的粘度。

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