液压油的物理特性
时间:2015-02-07 12:48 来源:自动控制网
| （1）液压油的粘性及牛顿内摩擦力
流体在外力作用下流动(或有流动的趋势)时，分子间的内聚力阻止分子间相对运动而产生一种内摩擦力，流体的这种特性称为粘性。
设两平行平板间充满液体，下平板不动，上平板以速度v向右平移。由于液体的粘性作用，紧贴下平板的液体层速度为零，紧贴上平板的液体层速度为v。而中间各层液体的速度则根据它与下平板问的距离大小近似呈线性规律分布。 实验测定结果表明，液体流动时，相邻液层之间的内摩擦力，与液层间的接触面积A、液层间的相对运动速度dv成正比，而与液层间的距离dy成反比，即
若用单位接触面积上的内摩擦力
上式中
式（2）表达的就是牛顿内摩擦定律。 （2）粘度的表示方法 液体的粘性的大小用粘度来表示。常用粘度有三种：动力粘度，运动粘度和相对粘度。
①动力粘度。动力粘度也称为绝对粘度，它是表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数，用
动力粘度的法定计量单位为Pa·s(帕·秒，N．s／m2)，它与以前沿用的非法定计量单位P(泊)之间的关系是1Pa．s=10P
②运动粘度。液体动力粘度
运动粘度的法定计量单位为m2／s(米2／秒)，由于该单位偏大，实际上常用cm2／s、或者mm2/s。 ③相对粘度。以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性 相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。相对粘度又称条件粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同。有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度，我国采用恩氏粘度。恩氏粘度的测定方法如下：测定200cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm小孔所需的时间t1，然后测出同体积的蒸馏水在20℃时流过同一孔所需时间t2(t1=50～52s)，t1与t2的比值即为流体的恩氏粘度值。恩氏粘度用符号°E表示。被测液体温度t℃时的恩氏粘度用符号°Et表示。
恩氏粘度与运动粘度的换算关系
（3）粘度与压力的关系 液体的压力升高时，分子间的距离就缩小，因此，液体的粘度一般随压力的升高而增大。当压力不太高时，例如在300kgf／cm2以下时，粘度随压力的变化不太大，并与压力的变化差不多成线性的关系。当压力很高时，粘度将急剧增大。在工程实际应用中，当液体压力在低于50MPa的情况下，可用下式计算其粘度：
式中：νp为压力在p(Pa)时的运动粘度；ν0为绝对压力为1个大气压时的运动粘度；p为压力(Pa)；α为决定于油的粘度及油温的系数，一般取α=(0.002～0.004)×10-5，1/Pa。 （4）粘度与温度的关系 ①粘温特性的第一种表示方法 液压系统中常用的矿物油对温度的变化很敏感。当温度升高时，油的粘度即显著降低。油液粘度的变化直接影响到液压系统的性能，如流经小孔的流量、沿管道的压力损失、泄漏量等。因此希望油液粘度随温度的变化越小越好，同时也希望液压系统工作时油温变化不要太大。液压油的粘度特性可以用粘温特性图来表示，如下图2所示，是我国国产液压油的粘性图。
图2 国产油的粘性图 ②液压油粘温特性的第二种表示方法 液压油的粘温性能也可以用粘度指数(VI)来表示。它表示被试液压油的粘度随温度变化的程度与标准油粘度变化程度比较的相对值，如图2-3所示。图中横坐标为温度(℉或°C)，纵坐标为粘度。如果被试油(在图中用虚线表示)在2100F和1000F时的粘度为已知，取两种标准油液(在图中用两条实线表示)，一种粘度指数为100，另一种粘度指数为零，它们在2100F时的粘度和被试油的相同。这样被试油的粘度指数就可以用下式求得：
式中U——被试油在100℉时的粘度； L——VI值为零的油在100℉时的粘度，同时在210℉时这种油的粘度与被试油粘度相同。 H．一VL值为100的油在100℉时的粘度，同时在210℉ 时这种油的粘度与被试油粘度相同。 L和H的数值随被试油在210℉时粘度的不同而改变，可在一般液压手册中查得。
图3 |
（1）
(切应力)来表示，则上式可改写成：
（2）
——比例系数，也称为液体的粘度系数或粘度；
——相对运动速度对液层间距离的变化率，也称为速度梯度或剪切率。
表示。其量值等于液体在以单位速度梯度(
)流动时，液层接触面单位面积上的内摩擦力，即
（3）
与其密度p的比值称为该液体的运动粘度，用v表示。即 
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
