液阻特性实验

实验一 液阻特性实验 一、 实验目的 ?是否符合理论值； 1. 验证油液经细长孔、薄壁孔时的液阻特性指数2. 通过实验获得感性认识，建立对于理论分析所获结论的信心，进而了解到油液流经任何形式的液阻都有符合理论值的液阻特性指数。深入地理解液阻特性，合理设计液压传动系统，对于提高系统效率、避免温升有着重要意义。 二、 实验内容及说明 实验内容是：测定细长孔、薄壁孔的液阻特性，绘制压力流量—曲线。 说明如下： q之间有着如下关系： 油液流经被测液阻时产生的压力损失和流量 p?V? q??R?pV?— 液阻特性指数； 式中： — 液阻两端压差 p? R — 液阻，与通流面积、形状及油液性质和流态有关 细长孔：L = 285 mm，d = 2 mm 薄壁孔：L = 0.3 mm，d = 2.6 mm，L≤ d/2 q为2 L/min，分别令被测液阻通过流量 3 L/min，或其它数值，测得相应 V的压差，理论计算和简单的推导过程如下： p??qp???V11q?pR??? ， ， ， qR??p? V11V22?p?q2V2 等式两边同时取对数： ?p1lg? qqp?p?V1V11?2? 则有： ， lg?lglg?? ?qqp?qV1lgV22V2 qV2三、 实验系统原理图及实现方法 1. 所需的实验系统如图1所示： 图1 液阻特性实验系统原理图 这个系统需要在具体的实验平台上实现。 2. 实验平台简介 实验平台是一套多功能液压实验系统，图2所示为薄壁孔液阻特性实验所用的液压实验平台照片，图中橙色细管部分为被测薄壁孔液阻装置，两端的压力表用于测量液阻两端压差。图3为该平台液压系统原理图照片，要实现薄壁孔液阻特性实验，需要调节实验平台面板上的一系列开关，本实验用液压泵2，打开针阀开关8（逆时针旋转至极限位置），关闭针阀开关9、10（顺时针旋转至极限位置）即可，用调速阀5进行调速，顺时针旋转调速阀手柄，流量增加，溢流阀3用于调定系统压力，顺时针旋转溢流阀手柄，压力增加。 为细长管液阻实验所用的液压实验平台。橙色细管部分为被测细长管4图 液阻装置，同样安装了两块压力表，用来测液阻两端压差。图5所示为该平台液压系统原理图，要实现本实验系统，同样需要调整一些开关。本实验用液压泵1，打开开关9，关闭开关10即可。用调速阀7调节流量，用法如上述，溢流阀5用于调定系统压力，用法如上述。 图2 薄壁孔液阻实验所用实验平台 薄壁孔液阻实验所用实验平台液压原理图3 图 图4 细长孔液阻实验所用实验平台局部照片 图4 细长孔液阻实验所用实验平台液压原理图 四、 实验方法与步骤 1. 启动油泵，用溢流阀调节实验压力，使P1读数为3~4MPa； 2. 用调速阀调节被测液阻的流量，其值在1L/min~4L/min范围内，油液温度在20℃~26℃之间。流量的调节需要调速阀与溢流阀配合进行，为操作简便计，往往溢流阀的设定值较高，在调速阀调节流量过程中，不再调节溢流阀，而使泵出口压力保持基本恒定。压力值通过压力表读取，至于流量，需要在浮子流量计上读取金属浮子上边沿对应的透明壳体上的刻度，代入“流量计标定曲线”后获得单位为L/min的流量值。流量计照片如图6所示，图7所示为其中一台流量计的标定曲线和数表。 7 薄壁孔实验用流量计标定图表6 流量计照片 图图3. 调节流量值，测得相应的压差，可以用描点法画压力流量曲线，取其中两套?。 数值，代入公式，即可计算出被测液阻的液阻系数??1，实验数值应接近此值；细长孔实验： 理论??2，实验数值应接近此值；薄壁孔实验： 理论 以上实验数据的几何意义是： qq曲线—曲线接近直线，细长孔逐点测得的—薄壁孔逐点测得的p??pVV接近抛物线。由于流量计标定是在油液温度24℃条件下进行的，为保证实验数值的准确，实验时应尽量保证油液温度接近24℃。 五、 实验数据及分析 表1 试验数据表 q 流量V(L/min) 进口压力P2 MPa) （ P3 出口压 （MPa） 压差 p?（MPa） 1 细长孔 1 0.54 0.075 0.465 2 0.85 0.130 0.720 3 1.36 0.205 1.155 4 1.83 0.275 1.555 2 薄壁孔 1 0.16 0.04 0.12 2 0.38 0.06 0.32 3 0.76 0.10 0.66 4 1.30 0.13 1.17 ?p1lg p?2? ，代入数据得：液阻系数 ? qV1lg qV2α细长孔=0.9433≈1 α薄壁孔=1.73≈2 细长孔Δp-qv曲线1.81.61.41.210.80.60.40.2000.511.522.533.544.5 薄壁孔Δp-qv曲线1.41.210.80.60.40.2000.511.522.533.544.5