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液压液的物理性质有哪些是需要考虑的?

发布时间:2018-11-28 浏览次数:177
液压液的物理性质 液压液的基本性质有多项,现择其与液压传动性能密切相关的三项作一介绍。
(一)密度 单位体积液体所具有的质量称为该液体的密度,即 P=m\v式中p-液体的密度; v-—一液体的体积; m——液体的质量。常用液压传动液压液的密度值如表2-2所示。表2_2常用液压传动液压液的密度(20℃)液压液密度/(kg.m-3)液压液密度/(kg.m-3)抗磨液压液L-HM32抗磨液压液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水一乙二醇液压液L-HFC通用磷酸酯液压液L-HFDR飞机用磷酸酯液压液L-HFDR 10号航空液压油1. 06 x l031. 15 x l031. 05 x l030. 85 x l03液体的密度随着压力或温度的变化而发生变化,但其变化量一般很小,在工程计算中可以忽略不计。10

液压液的物理性质有哪些是需要考虑的

(二)可压缩性 液体因所受压力增高而发生体积缩小的性质称为可压缩性。若压力为Po时液体的体积为vo,压力增加△p,液体的体积减小△y,则液体在单位压力变化下的体积相对变化量为式中,k称为液体压缩率。由于压力增加时液体的体积减小,两者变化方向相反,为使k成为正值,在上式右边须加一负号。 液体压缩率K的倒数,称为液体体积弹性模量(以下简称体积模量), 表2-3所示为各种液压液的体积模量。由表中石油基液压油体积模量的数值可知,它的可压缩性是钢的100—150倍(钢的弹性模量为2.1×l05 MPa)。

各种液压液的体积模量(20。C,大气压)液压液体积模量K/lVfPa液压液体积模量K/MPa石油基液压油水包油乳化液油包水乳化液(1.4 ~2) xl031. 95 x l032. 3 x l03水.乙二醇液压液磷酸酯液压液水3. 45 x l032. 65 x l032. 4 x l03 封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧:外力增大,体积减小;外力减小,体积增大。这种弹簧的刚度后。,在液体承压面积A不变时(图2-1),可以通过压力变化△p= △F/A、体积变化△V =A△I(△l为液柱长度变化)和式(2-3)求出,即 一般情况下,液压液的可压缩性对液压系统性能影响不大,但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压机构时,则必须予以考虑。 石油基液压油的体积模量与温度、压力有关:温度升高时,K值减小,在液压油正常工作温度范围内,K值会有5%~25%的变化;压力增加时,K值增大,但这种变化不呈线性关系,当p≥3MPa时,K值基本上不再增大。 由于空气的可压缩性很大,因此当液压液中有游离气泡时,K值将大大减小,且起始压力的影响明显增大。但是在液体内游离气泡不可能完全避免,因此,一般建议石 油基液压油K的取值为(0.7~1.4)×l03MPa,且应采取措施尽量减少液压系统液压液中的游离空气的含量。图2-1油液弹簧的刚度计算简图 石油基液压油的体积膨胀系数和比热容分别为(6.3~7.8)×10。4K“和(1.7—2.1)×103J/( kg.K)。11

液压液的物理性质有哪些是需要考虑的

(三)粘性
1.粘性的表现 液体在外力作用下流动时,分子间内聚力的存在使其流动受到牵制,从而沿其界面产生内摩擦力,这一特性称为液体的粘性。 现以图2-2为例说明液体的粘性。若距离为^的两平行平板间充满液体,下平板固定,而上平板以速度Ⅱ。向右平动。

由于液体和固体壁面间的附着力及液体的粘性,会使流动液体内部各液层的速度大小不等:紧靠着下平板的液层速度为零,紧靠着上平板的液层速度为“0,而中间各层液体的速度当层间距离^较小时,从上到下近似呈线性递减规律分布。其中速度快的液层带动速度慢的;而速度慢的液层对速度快的起阻滞作用。 实验测定表明,流动液体相邻液层间的内摩擦力Ff与液层接触面积A、液层间的速度梯度du/dy成正比,式中,比例系数p称为绝对粘度或动力粘度。 若以下表示液层间的切应力,即单位面积上的内摩擦力,则上式可表示为这就是牛顿液体内摩擦定律。图2—2液体粘性示意图 由上式可知,在静止液体中,速度梯度du/dy=0,故其内摩擦力为零,因此静止液体不呈现粘性,液体只在流动时才显示其粘性。

2.粘性的度量 度量粘性大小的物理量称为粘度。常用的粘度有三种,即绝对粘度(动力粘度)、运动粘度、相对粘度。 .
(1)绝对粘度(动力粘度)u由式( 2-6)可知,绝对粘度肛是表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。其量值等于液体在以单位速度梯度流动时,单位面积上的内摩擦力,即 u=r/y (2-7) 在我国法定计量单位制及SI制中,绝对粘度p的单位是Pa.s(帕·秒)或用N.s/m2(牛·秒/米2)表示。 如果绝对粘度只与液体种类有关而与速度梯度无关,那么这种液体称为牛顿液体,否则为非牛顿液体。石油基液压油一般为牛顿液体。
(2)运动粘度p液体绝对粘度与其密度之比称为该液体的运动粘度z,,即 在我国法定计量单位制及SI制中,运动粘度∥的单位是-2/s(米2/秒)。因其中只有长度和时间的量纲,故得名为运动粘度。国际标准ISO按运动粘度值对油液的粘度等级(VG)进行划分,如表2-4所示。表2-4常用液压油运动粘度等级 (×10 -6II12/S)粘波等级40℃时粘度平均值40℃时粘度范围粘度等级40℃时粘度平均值40℃时粘度范围VG10VC15VG22VC32101522329. 00 ~11. 013. 5 ~ 16. 519. 8 ~ 24. 228. 8 ~ 35. 2VG46VG68VC100VG150466810015041. 4 ~ 50. 661. 2 ~ 74. 890. O ~ 110135 ~165 注:其中最主要的为VG15~ VC68。
(3)相对粘度相对粘度是根据特定测量条件制定的,故又称条件粘度。测量条件不同,采用的相对粘度单位也不同。如恩氏粘度oE(欧洲一些国家)、通用赛氏秒SUS(美国、英国)、商用雷氏秒RiS(英、美等国)和巴氏度oB(法国)等。 国际标准化组织ISO已规定统一采用运动粘度来表示油的粘度。

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