1管道流动管道流动孔口流动孔口流动缝隙流动缝隙流动工学院 2§ § 1-5 1-5 孔口和缝隙流动孔口和缝隙流动一、孔口液流特性一、孔口液流特性在液压系统的管路中,装有截面突然收缩在液压系统的管路中,装有截面突然收缩的装置,称为的装置,称为节流装置(节流阀) 节流装置(节流阀) 。突然收缩。突然收缩处的流动叫处的流动叫节流节流,一般均采用各种形式的孔口,一般均采用各种形式的孔口来实现节流。来实现节流。??节流口节流口??液体流经孔口时的分析: 液体流经孔口时的分析: 工学院 3 ?l/d ≤ 时为薄壁小孔; ?l/d >4 时为细长小孔; ? < l/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 1 11 1 2 2 2 2D Dd dl l d d 2 2p p 2 2p p 1 11 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 A 2-2和孔口截面积 A的比值称为收缩系数 C c,即C c = A 2-2 /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 列列 1-1 1-1 和和 2-2 2-2 截面的伯努力方程为: 截面的伯努力方程为: g vg vg pg vg p222 22 222 211???????v 1可忽略不计,上式经整理后可得??? pC pp v v????? 2)(21 1 21 2式中速度系数: 式中速度系数: ???1/1 Cv工学院 7 由此求得液流通过薄壁小孔的流量为由此求得液流通过薄壁小孔的流量为?? pAC Avq d cv??????22 222式中式中 C C d d= =C C v vC C c c为小孔流量系数。为小孔流量系数。 C C d d和和C C c c一般由实验确定一般由实验确定?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 C ~ ,速度系数 C ~ ,这时 C d= ~ ; ?不完全收缩时, C d≈ ~ 。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=C dπ Dx v (2Δp/ρ) 1/2 ?式中 C d-流量系数,根据雷诺数查 D-滑阀阀芯台肩直径 x v-阀口开度, x v=2~4 mm ?锥阀阀口?锥阀阀口与薄壁小孔类似,流经阀口的流量为 q=C dπd mx v sin α(2 Δp/ρ) 1/2 ?式中 C d-流量系数,根据雷诺数查 d m-阀座孔直径 x v-阀芯抬起高度α-阀芯半锥角工学院 9 2、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 =π d 2/4时,可写成 pAl dq??? 32 2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 △p m 式中式中 A A 为流量截面面积, 为流量截面面积, m m 2 2; ;△△p p 为孔口前后的为孔口前后的压力差, 压力差, N/m N/m 2 2; ;m m 为由孔口形状决定的指数, 为由孔口形状决定的指数, ≤≤m m≤≤1 1 ;, ;, K K为孔口的形状系数。为孔口的形状系数。当孔口为薄壁小孔时, 当孔口为薄壁小孔时, m m= = 当孔口为细长孔时, 当孔口为细长孔时, m m= =1 1 当孔口为薄壁小孔时, 当孔口为薄壁小孔时, 当孔口为细长孔时, 当孔口为细长孔时, K K= =d d 2 2 /32 /32 μμl l。。?/2 dCK?
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