在液壓技術中,用來作為傳遞壓力的液體,統(tǒng)稱為壓力介質，早期的壓力介質是水。液壓的英語 hydraulics,在很多英漢詞典中的解釋就是水力學。本文興迪源機械帶來液壓技術中的壓力介質簡介及影響液壓油壓力損失的因素。

　　一、液壓技術中的壓力介質簡介：

　　在液壓技術中,用來作為傳遞壓力的液體,統(tǒng)稱為壓力介質，早期的壓力介質是水。液壓的英語 hydraulics,在很多英漢詞典中的解釋就是水力學。

　　在1905年前后發(fā)現(xiàn),礦物油——石油分餾精煉得到的碳氫化合物,比水黏稠， 因此,泄漏少得多,潤滑性好得多,工作壓力可以大大提高,鮮有腐蝕金屬件的 問題。此外,由于礦物油的凝固點較水低得多,揮發(fā)點較水高得多,可以有更廣的工作溫度范圍,所以,更適宜作為壓力介質。因此,在很短時間內就被普遍采用了。當時還特別出現(xiàn)了“油壓”一詞,以強調區(qū)別于“水壓”。

　　在1905年工作壓力還僅為4MPa,到了1940年,工作壓力為35Mpa的液壓泵已系列生產。

　　采用礦物油開創(chuàng)了現(xiàn)代液壓技術。 目前,在液壓系統(tǒng)中使用的壓力介質,主要還是以礦物油為基體,約占88%， (殼牌Shel石油公司2015年統(tǒng)計),2016年全世界消耗約38億L液壓，約值45億美元。為敘述簡便起見,一般情況下使用液壓油或壓力油泛指所有壓力介質。

　　在現(xiàn)代液壓技術中,液壓油起著多方面的作用,須滿足多種要求與期望，因此,遇到了多種問題,研發(fā)出了多種應對措施。

　　二、影響液壓油壓力損失的一些因素：

　　傳遞動力是液壓油最基本的任務。要傳遞動力,液壓油就必須流動。液壓油流動,會導致壓力的下降,也稱壓力損失或壓差。以下分別介紹影響壓力損失的一些因素。

　　1、黏性：

　　從一個瓶子里往外倒菜油、蜂蜜,會發(fā)覺,要比倒水明顯來得慢,這是由于菜油、蜂蜜的黏性高于水。

　　液體的黏性來自液體分子之間的吸引力。

　　推動一塊放在液體上面的板(見圖3-1),會感到有一些阻力。原因在于,由于黏性,最高層的液體會隨著上板運動,而最底層的液體會由于下板的不動而保持不動。夾在其中的液體,就相互牽制著,不情愿但又多少得動一些。這就是阻力的來源。液體黏性越高,阻力就越大。液壓技術中常用運動黏度來度量液體的黏 性,單位為m㎡/s。 黏度加倍,意味著阻力加倍,壓力損失加倍。 水的運動黏度約為1m㎡/s。

圖3-1 液體黏性給運動帶來阻力

　　常用的液壓油的運動黏度在40℃時為32m㎡/s、46m㎡/s、64m㎡/s 。

　　(1)黏溫特性

　　圖3-1液體黏性給運動帶來阻力

　　礦物油的黏度會隨溫度變化:溫度越低,黏度越高(見表3-1)。礦物油的牌號根據(jù)其40℃時的運動黏度而定。

　　表3-1礦物油在不同溫度時的黏度  （單位:m㎡/s ）
 

　　據(jù)歷史資料,二次大戰(zhàn)時,納粹德國的坦克都裝有液壓馬達,操縱靈活,挺進神速。進攻蘇聯(lián)是在6月22日開始的,短短兩個多月,就已兵臨莫斯科城下。

　　沒料到冬天提前到來,氣溫驟降,液壓油黏度陡增,以致坦克行動艱難,成為活靶子,最后兵敗城下。由此可見,液壓油的黏溫特性也曾影響過歷史進程,不可小覷。

　　以后的研究發(fā)現(xiàn),添加少量高分子化合物可以改善礦物油的黏溫特性。

　　(2)黏壓特性

　　礦物油的黏度,不僅受溫度影響,也隨壓力增加而增加。

　　因此,必須根據(jù)液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度、實際工作溫度、壓力、速度范圍,選擇適當黏度的液壓油。

　　2、流態(tài)：

　　(1)層流和素流：

　　如果注意觀察從自來水龍頭中流出的水(見圖3-2),可以發(fā)覺,在流量較小時,水柱晶瑩透亮,形狀相對穩(wěn)定(見圖3-2a):而流量增大以后,水柱就不再透亮了,似有多泡,形狀湍動不安(見圖3-2b)。前者被稱為層流,后者被稱為紊流。之所以看上去透明穩(wěn)定,是因為液體的流速較低,液體分子團相互的吸引力高于它們的慣性力,流動沒有漩渦,因此穩(wěn)定有序。

　　而當流量增大以后,流速增高,液體分子團的慣性力超過相互間的吸引力，分子團各行其道,相互撞擊,無穩(wěn)定軌跡,就成為紊流。

　　在管道中,液體的流動也同樣有層流與素流之分(見圖3-3) 。

　　圖3-2自由流動的流態(tài)a)層流b)紊流     圖3-3管道內分子團流動軌跡示意 a)層流b)紊流

　　層流時,壓力損失較低,大致與平均流速成正比。

　　紊流時,由于分子團相互撞擊嚴重,壓力損失較高,大致與平均流速的平方成正比。

　　(2)影響流態(tài)的因素：

　　影響流態(tài)的主要因素:黏度、流速、管徑。

　　黏度越低則分子團相互之間的吸引力越小,流速越高則慣性力越大，而管徑越大,則液體流動時可依附的部分相對就少,流動越容易成為紊流。

　　(3)流態(tài)的轉變

　　開大自來水開關,在層轉為紊流后,再緩慢關小開關, 仔細觀察會發(fā)現(xiàn),必須關到更小的開度,紊流才會回復為層流。這與日常生活經驗相符：保持整齊不變?yōu)榛靵y易,而從混亂再恢復為整齊難。

　　正是這點,給液壓技術帶來了最基本的不確定性。在層流和紊流時,壓力損失與流量之間還有一個基本固定的關系。但在層流一紊流過渡區(qū),就不能斷定，流態(tài)是紊流還是層流,也就無法估算出壓力損失。

　　3、液流通道的形狀：

　　根據(jù)對壓力損失的影響,液流通道可分為以下兩種類型。

　　1)長通道,面積和形狀沒有突然改變,壓力就逐漸下降,術語稱沿程損失。這里,造成壓力下降的主要原因是液體相互間,以及液體與管道壁的摩擦力。

　　因為管徑越大,與管道壁發(fā)生摩擦的液體相對總量越少,所以,壓降越小。

　　2)通流面積或和形狀突然改變,如,小孔、彎頭、管道分叉會合處等。在

　　區(qū)些地方,由于液流方向改變,造成渦流,分子團相互撞擊,重組,內耗嚴重，導致壓力明顯下降,術語稱局部損失。

　　【興迪源機械液壓設備優(yōu)勢】

　　興迪源機械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術的鍛壓設備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機械一直致力于內高壓成形的技術創(chuàng)新和產品研發(fā)。主營產品范圍從生產普通液壓設備，現(xiàn)今發(fā)展至生產、研發(fā)國內頂尖流體壓力成形技術的鍛壓設備。

　　興迪源機械(Xingdi Machinery)借助于我國智能裝備制造業(yè)的新興生產基地——佛山市的完善配套能力和我國向發(fā)達國家出口鑄鋼件的重要基地——河南新鄉(xiāng)市的上乘鑄鋼件質量為依托，以興迪源機械的產品和質量信譽為基礎，以液壓和電控為主導，以金屬成形智能液壓裝備為方向，以機、電、液、氣、儀五位一體為手段，為客戶提供節(jié)能、高效、自動化程度高的智能液壓裝備及流體壓力成形方案。

　　部分文段和圖片摘自：

　　《白話液壓》

　　作者：張海平

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