生活中小孔与缝隙流动的案例Word下载.docx

1、1.液流流经薄壁小孔的流量液体流经薄壁小孔的情况如图所示。液流在小孔上游大约d/2处开始加速并从四周流向小孔。由于流线不能突然转折到与管轴线平行，在液体惯性的作用下，外层流线逐渐向管轴方向收缩，逐渐过渡到与管轴线方向平行，从而形成收缩截面Ac。对于圆孔，约在小孔下游d/2处完成收缩。通常把最小收缩面积Ac与孔口截面积之比值称为收缩系数Cc，即CcAc/A。其中A为小孔的通流截面积。 液流收缩的程度取决于Re、孔口及边缘形状、孔口离管道内壁的距离等因素。对于圆形小孔，当管道直径D与小孔直径d之比D/d7时，流速的收缩作用不受管壁的影响，称为完全收缩。反之，管壁对收缩程度有影响时，则称为不完全收缩

2、。对于图所示的通过薄壁小孔的液流，取截面11和22为计算截面，设截面11处的压力和平均速度分别为p1、1，截面22处的压力和平均速度分别为p2、2。经过推导得流经小孔的流量为：式中：p为小孔前后压差，Cd为流量系数。流量系数一般由实验确定。在液流完全收缩的情况下，当Re105时，Cd可按下式计算：当Re105时，Cd可视为常数，取值为Cd0.600.62。当液流为不完全收缩时，其流量系数为Cd0.70.8。2.液流流经细长孔和短孔的流量液体流经细长小孔时，一般都是层流状态，所以可直接应用前面已导出的直管流量公式来计算，当孔口直径为d，截面积为Ad2/4时，可写成：不难发现，通过孔口的流量与孔口

3、的面积、孔口前后的压力差以及孔口形式决定的特性系数有关，可知，通过薄壁小孔的流量与油液的粘度无关，因此流量受油温变化的影响较小，但流量与孔口前后的压力差呈非线性关系；油液流经细长小孔的流量与小孔前后的压差p的一次方呈正比，同时由于公式中也包含油液的粘度，因此流量受油温变化的影响较大。为了分析问题的方便起见，将两式一并用下式表示，即：m为指数，当孔口为薄壁小孔时，m0.5，当孔口为细长孔时，m1；K为孔口的通流系数，当孔口为薄壁孔时，KCd（2/）0.5；当孔口为细长孔时，Kd2/32l。液流流经短孔的流量仍可用薄壁小孔的流量计算式：qCdA （2p/）m，但其中的流量系数可在有关液压设计手册中

4、查得。由于短孔介于细长孔和薄壁孔之间，故有：q=CdA（2p/）m，0.5mh，bh，液体不可压缩，质量力忽略不计，粘度不变。平行平板间隙流动下面分两种情况进行讨论。（1）固定平行平板间隙流动（压差流动）且0。上、下两平板均固定不动，液体在间隙两端的压差的作用下而在间隙中流动，称为压差流动。推导流量公式，得：可以看出，在间隙中的速度分布规律呈抛物线状，通过间隙的流量与间隙的三次方成正比，因此必须严格控制间隙量，以减小泄漏。（2）两平行平板有相对运动时的间隙流动。两平行平板有相对运动，速度为u0，但无压差，这种流动称为纯剪切流动。其流量为：两平行平板既有相对运动，两端又存在压差时的流动，这是一种

5、普遍情况，其速度和流量是以上两种情况的线性叠加，即：上两式中正负号的确定：当长平板相对于短平板的运动方向和压差流动方向一致时，取“+”号；反之取“-”号。此外，如果将泄漏所造成的功率损失写成：由上式得出结论：间隙h越小，泄漏功率损失也越小。但是h的减小会使液压元件中的摩擦功率损失增大，因而间隙h有一个使这两种功率损失之和达到最小的最佳值，并不是越小越好。2.圆柱环形间隙流动同心环形间隙间的液流偏心环状间隙中的液流（1）同心环形间隙在压差作用下的流动。如上图，当h/r1时，可以将环形间隙间的流动近似地看作是平行平板间隙间的流动，推导流量公式得：该式中“+”号和“-”号的确定同固定平行平板间隙流动

6、。（2）偏心环形间隙在压差作用下的流动。液压元件中经常出现偏心环状的情况，例如活塞与油缸不同心时就形成了偏向环状间隙。生活中小孔的案例：我们常见的锁，锁孔旁边为什么还有一个小孔？难道是bug？挂锁其实这个小孔有大用处。第一就是防止锁芯内部积水，导致锁芯生锈，第二就是我们日常想要维护锁时可以从小孔滴入润滑油，方便使用。家中常用的塑料凳子中间为什么都有一个小孔？这种凳子一般都是批量生产，在运输时需要摞起来，没有小孔的话摞的时候两个凳子间会存密闭空间，很难你摞紧，就算摞紧了你想在分开不容易了。家中存放凳子也是摞起来，可见小孔是有大智慧的。为什么笔盖上一般都会有一个小孔？关键时候能救命的！快了解了解吧。4.为什么飞机窗户上会有一个小孔？不知道大家有没有发现飞机窗户上的小气孔，其实它是有用途的哦，一是为了平衡气压，当飞机升至飞行高度后，这个小孔能够降低一定的机舱内外的气压差，二是为了防止窗玻璃雾化，让你可以看到更多的美景。不然的话汽车的玻璃就非常容易起雾，为什么飞机的就不起雾呢。