2.1.2液压油的主要性质在线视频

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今天我们来学习液压油的性质

液压系统中的工作介质一般常采用矿物型油液

我们称之为液压油

因此 了解液压油的基本性质 液压油的种类

牌号以及液压系统中油液的污染控制

有助于我们理解液压传动原理 合理使用液压设备

下面 我们来学习液体的一些主要物理性质

先来了解一下液体的密度与重度的概念

密度与重度在物理学上我们都很熟悉

我们把 液体单位体积所具有的质量称为密度

常用ρ来表示 ρ=M/V

m是质量V是体积

它的单位为kg每立方米

一般情况下 石油型液压油的密度

在1个标准大气压

20℃ 时其密度通常

为900kg每立方米

为900kg每立方米

而水的密度为1000kg每立方米

所以 液压油与水如果混合在一起

静止一段时间后 油会浮在水的上面

液体的密度是随压力和温度的变化而变化

也即随压力的增加而增大

随温度的升高而减小

在通常情况下 由于压力和温度引起密度的变化都比较小

在工程应用中油液的密度一般近似地认为是常数

那么 重度是什么呢

我们把 液体单位体积所具有的重量称为重度

常用γ来表示

γ=G/V G为液体重量 V为体积

重度的单位是N每立方米

重度也可表示成γ=ρg

这个式子在以后的推导中会经常用到

下面 我们来了解一下液体的可压缩性

液体受压力作用而发生体积变化的性质

称为液体的可压缩性

如图所示

在一封闭容腔中液体的压力设为p

体积为V 当压力增加到p+Δp时

体积将会减小到V-ΔV

因此 液体压缩性的大小

可以用体积压缩率β来表示

也即当温度不变时

在单位压力变化下液体体积的相对变化量

可以用如下公式来表示

在该公式中 V为液体加压前的体积

△V为加压后液体体积的变化量

△p为液体压力的变化量由此

因此

体积压缩率β的单位为平方米每牛顿

当压力增大时 液体体积总是在减小

所以公式中冠一负号 以使压缩系数为正值

液体的压缩率β的倒数 称为液体的体积弹性模量

用大写的K来表示 其表达式为

K=1/β它的单位为牛每平米

液压油的体积弹性模量通常在

（1.4-1.9）×10的9次方牛每平米

而水的体积弹性模量为

2.1×10的9次方牛每平米

钢的体积弹性模量为

2.06×10的11次方牛每平米

所以 液压油的体积弹性模量约为钢的

140分之1到100分之1

对液压系统而言

由于压力变化引起的液体体积变化很小

一般认为液体是不可压缩的

但是 当液压油中混有空气时

其压缩性会显著增加

并将影响系统的工作性能 因此

应严格排除液体中混入的气体

实际计算时液压油的体积弹性模量常选用

(0.7-1.4)×10的9次方牛每平米

(0.7-1.4)×10的9次方牛每平米

在日常生活中

我们会有这样的感觉

将一瓶油与一瓶水同时倒在平面上

油的流动性明显比水流的慢 这是什么原因呢

下面我们来学习液体一个很重要的物理性质 黏性

液体在外力作用下流动或有流动趋势时

液体分子间的内聚力要阻止分子间

的相对运动而产生内摩擦力

液体的这种性质称为黏性

黏性是液体非常重要的物理性质

液体只在流动或有流动趋势时才会呈现黏性

静止液体是不呈现黏性的

如图所示 假设两平行平板间充满液体

下平板固定 上平板以u0速度向右平动

由于液体的黏性作用

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u0

而中间各液层速度则从上到下

按递减规律呈线性分布

通过实验发现

液体流动时相邻液层间的内摩擦力F

与液层间的接触面积A

液层间相对运动的速度梯度du/dy成正比

由此可写出以下关系式

F=μ×A×du/dy

公式中 μ为比例系数

我们将其称为动力黏度

这个公式称为牛顿液体内摩擦定律

如果液体静止处于静止状态

由于速度梯度du/dy=0

则内摩擦力为零

因此液体静止状态时不呈现黏性

若以表示单位面积上的内摩擦力也即切应力

则切应力t可写为τ=μ×du/dy

从以上分析可知

液体在静止时不呈现黏性

只有运动时才表现出黏性

这就是为什么油和水静止时

状态一样 而将油与水同时倒在平面上时

油的流动性明显比水流的慢

这是因为油与水的黏性不同

流动时呈现的内摩擦阻力不同

导致了流动的差异

液体黏性的大小用黏度来表示的

下面我们来了解一下液体黏度

液体黏性的大小用黏度来表示

常用的黏度有三种

即动力黏度 运动黏度和相对黏度

动力黏度又称绝对黏度

也就是牛顿液体内摩擦定律中的比例系数μ

μ=F/(A×du/dy)

动力黏度μ的物理意义是指

当速度梯度du/dy等于1

即单位速度梯度时

流动液体内 接触液层间

单位面积上产生的内摩擦力 其单位为Pa×s

其次是运动粘度

在计算中 常常出现

动力黏度μ与密度ρ的比值

我们将这种关系 称之为运动黏度

用ν表示即 ν=μ/ρ

运动黏度的法定单位是平方米每秒

运动黏度无明确的物理意义

因其单位中只有长度与时间的量纲

故称为运动黏度

运动黏度以前也常用厘斯cSt来表示

水的运动黏度大约为

1平方毫米每秒

在我国 液压油的黏度一般都采用运动黏度来表示

每一种液压油的牌号

就表示这种油 在40℃时

以平方毫米每秒为单位的运动黏度的平均值

例如 L-HM46抗磨液压油

就表示在40℃时其运动黏度

的平均值为46平方毫米每秒

相对黏度又称条件黏度

它是采用特定的黏度计

在规定的条件下测量出来的液体黏度

根据测量仪器和条件不同

各国采用的相对黏度的单位也不同

我国和欧洲一些国家采用恩氏黏度（oE）

恩氏黏度是用恩氏黏度计测定的

其测定方法是 将200 mL

温度为20℃的被测液体装入黏度计内

使之由下部直径为2.8 mm的小孔流出

测出液体流尽所需的时间t1

再测出200 mL温度为20℃

的蒸馏水在同一黏度计中

流尽所需的时间t2

这两个时间的比值

即为被测液体在t℃时的恩氏黏度

即恩氏黏度（oE）=t1/t2

以上就是液体黏性常用的三种表示方法

那么 液压系统中 当压力与温度变化时

对液体黏性有什么样的影响呢

对常用的液压油而言

当压力增大时 黏度是增大的

但在一般液压系统的使用压力范围内

压力对黏度影响很小

在工程应用中可以忽略不计

液体的黏度随油液温度的升高而降低的

这种黏度随温度变化的特性称为黏温特性

不同的液体 黏温特性也不同

在液压传动中我们希望工作液体

的黏度随温度变化越小越好

图中为几种国产液压油的黏温特性曲线

黏度及黏温特性是选用液压油时的重要指标

在工程应用中需要注意

以上就是液压油的性质的授课内容

谢谢收看