第二章 液压流体力学 第一节 液压油液的物理性

第一节 液压油液的物理性质

一、密度

单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V、质量为m的液体的密度ρ为

ρ＝ m/V （1-1）

矿物型液压油的密度随温度和压力而变化的，但其变动值很小，可认为其为常数，一般矿物油系液压油在20℃时密度约为850～900 kg/m3 左右 2．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。 液体的压缩性可用体积压缩系数κ表示。

液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以β表示，

即 β＝1/κ

液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。一般在分析时取β=700--1000MPa。

封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。

液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响。

二、粘性

1） 粘性的概念

　　液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。 液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。如图：

液体的粘度示意图（）

μ为比例常数，有时称为粘性系数或粘度。以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则

τ=μdu / dy （1-5）

这就是牛顿的液体内摩擦定律。 2） 粘度

液体的粘性大小可用粘度来表示。粘度的表示方法有动力粘度μ、运动粘度ν、相对粘度。

（1）动力粘度μ

式（1-5）中μ为由液体种类和温度决定的比例系数，它是表征液体粘性的内摩擦系数。

如果用它来表示液体粘度的大小，就称为动力粘度，或称绝对粘度。

动力粘度μ的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的单位为Pa·s（帕·秒，N·s/m2 ）。

以前沿用的单位为P（泊，dyne·s/c m2）。单位换算关系为

1Pa·s = 10P（泊）= 1000 cP（厘泊）

（2） 运动粘度ν

液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值，称为液体的运动粘度ν，

即 ν=μ/ρ （1-6）

运动粘度的单位为m2 /s。 以前沿用的单位为St（斯）。单位换算关系为

1 m2 /s=104 St（斯）=106 cSt（厘斯）

就物理意义来说，ν不是一个粘度的量，但习惯上常用它来标志液体粘度，液压油液的粘度等级是以40℃时运动粘度（以mm2/s计）的中心值来划分的。

例如，牌号为L—HL22的普通液压油在40℃时运动粘度的中心值为22 mm2/s（L表示润滑剂类，H表示液压油，L表示防锈抗氧型）。

（3）相对粘度

相对粘度又称条件粘度，它是按一定的测量条件制定的。根据测量的方法不同，可分为恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、雷氏粘度Re等。我国和德国等国家采用恩氏粘度。 |

2） 粘度的影响因素

　 液体的粘度随液体的压力和温度而变。

对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小，通常忽略不计。 液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小越好。

粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。

三、其它性质

物理性质：

比热容（单位质量的物质作单位温度变化时所需要的热量）、导热系数、流动点（比凝固点低2.5℃的温度叫做流动点）与凝固点、闪点（明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧的温度）与燃点（使油液能自行燃烧的温度）、润滑性（在金属摩擦表面形成牢固油膜的能力）等。

化学性质：

热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、相容性（对密封材料、涂料等非金属材料的化学作用程度，如不起作用或很少起作用则相容性好）和毒性等。

化学性质：

热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、相容性（对密封材料、涂料等非金属材料的化学作用程度，如不起作用或很少起作用则相容性好）和毒性等。