1.液體的密度

單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度，通常用ρ（kg/m³）表示

ρ=m/v                                      ①

式中 V——液體的體積，m³；

m——液體的質(zhì)量，kg。

密度是液體的一個(gè)重要的物理參數(shù)，它的大小隨著液體的溫度或壓力的變化會產(chǎn)生一定的變化，但其變化量較小，一般可忽略不計(jì)。

2.液體的可壓縮性

液體受壓力作用而發(fā)生體積減小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。壓力為p₀時(shí)體積為V₀的液體，當(dāng)壓力增大Δp時(shí)，由于液體的可壓縮性，體積要減小ΔV。液體的可壓縮性用體積壓縮率k表示

k=-1/Δp×ΔV/V_o                             ②

k的物理意義是：單位壓力變化下的體積相對變化率，常用液壓油的k=（5~7)x10^-10m²/N

在工程實(shí)際應(yīng)用中，常用體積彈性模量K值(K=1/k)來表示液體抵抗壓縮能力的大小。液壓泵中的液壓油在正常工作溫度范圍內(nèi)，K也會有5%~25%的變化；壓力增大，K值也增大，但這種變化，不是線性關(guān)系，當(dāng)壓力高于3.0MPa時(shí)，K值基本上不再增大。液壓油中如混有空氣時(shí)，K值將大大減小。在常溫(20ºC)和常壓(大氣壓)下，純凈石油基液壓油的體積彈性模量為1.4一2.OGPa，其可壓縮性是鋼的100~150倍，是橡膠和尼龍的1/20~ 1/4。在一般情況下，由于壓力變化引起液體體積的變化很小，可認(rèn)為液體是不可壓縮的。

3.液體的黏性

(1)黏性的意義 當(dāng)液體在外力作用下流動時(shí)，由于液體本身分子之間內(nèi)聚力以及與固體壁面的附著力的存在，使液體內(nèi)各處的速度產(chǎn)生差異。如圖2-1所示，液體在管路中流動時(shí)速度并不相等，緊貼管壁的液體速度為零，管路中心處的速度zui大。如果將管中液體的流動看成是許多無限薄的同心圓筒形的液體層的運(yùn)動，運(yùn)動較慢的液體層阻滯運(yùn)動較快的液體層，而運(yùn)動較快的液體層又帶動運(yùn)動較慢的液體層，這種液體層之間相互的作用類似于固體之間的摩擦過程，因而在液體之間產(chǎn)生摩擦力。由于這種摩擦力是發(fā)生在液體內(nèi)部，所以稱為內(nèi)摩擦力?？傊?，液體在外力作用下流動時(shí)，分子間的內(nèi)聚力阻礙分子間的相對運(yùn)動而產(chǎn) 生內(nèi)磨擦力的這種性質(zhì)，稱之為液體的點(diǎn)性。液體只有流動時(shí)，才會呈現(xiàn)點(diǎn)性，而靜止的液體不呈黏性。它是液體一個(gè)非常重要的特征，是選擇液壓油的主要依據(jù)。黏性的大小用黏度來衡量。

(2)液體黏度 常用的黏度有黏度、運(yùn)動黏度、相對黏度三種。 

①黏度 熱度也稱動力黏度，用μ表示。圖2-2所示兩平行平板之間充滿液體，上平板以速度u₀向右動，下平板固定不動。緊貼上平板的液體在吸附力作用下跟隨上平板以速度u₀向右運(yùn)動，緊貼下平板的液體在雜性作用下保持靜止，中間液體的速度由上至下逐漸減小。當(dāng)兩平行板距離減小時(shí)，速度近似按線性規(guī)律分布。

實(shí)驗(yàn)表明(牛頓內(nèi)摩擦定律)，液體流動時(shí)相鄰層間的內(nèi)摩擦力F與液層間接觸面積A、液層間相對速度du成正比，而與液層間的距離dy成反比?？捎孟率奖硎?/span>

F=μAdu/dy                                   ③

若用單位面積上的摩擦力，即切應(yīng)力τ來表示液體黏性，則上式可改成

τ=F/A=μdu/dy                                 ④

式中，μ為比例系數(shù)，稱為動力黏度，動力黏度μ的單位是Pa.s（帕·秒).du/dy為速度梯度，即液層相對運(yùn)動速度對液層間距離的變化率。

由式④可知，液體動力黏度μ的物理意義是：當(dāng)速度梯度等于1時(shí)，流動液體內(nèi)接觸液體層間單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)磨擦力。

    ②運(yùn)動粘度度 動力黏度μ和液體密度ρ的比值，稱為運(yùn)動黏度，用ν表示。即

ν=μ/ρ                                     ⑤

運(yùn)動黏度的單位是m²/S，工程單位制使用的單位還有cm²/S，通常稱為St(斯)，工程中常用cSt(厘斯)來表示，1m²/s=l0⁴st=l0⁶cSt。運(yùn)動黏度ν雖沒有明確的物理意義，但習(xí)慣上常用它來標(biāo)識液體的粘度，例如國產(chǎn)液壓油的牌號就是該種油液在40ºC時(shí)的運(yùn)動黏度ν的平均值。如改善其防銹及抗氧化性的精制礦物油(通用機(jī)床液壓油)L-HL-46，數(shù)字46表示該液壓油在40ºC時(shí)的運(yùn)動黏度為46cst(平均值)。

③相對黏度 相對數(shù)度又叫條件黏度，它是采用特定的點(diǎn)度計(jì)在規(guī)定的條件下測量出來的液體黏度。由于測量條件不同各國所用的相對黏度也不同。中國、德國和俄羅斯等一些國家采用恩氏黏度(ºE)，美國采用塞氏黏度(SSU)，英國采用雷氏黏度(R)。恩氏黏度用恩氏黏度計(jì)測定：即將200mL被測液體裝入恩氏黏度計(jì)的容器中，在某一特定溫度t(ºC)下，測出液體經(jīng)其下部直徑為2.8mm小孔流盡所需的時(shí)間t₁，與同體積的蒸餾水在20ºC時(shí)流過同一小孔所需的時(shí)間t₂的比值，便是被測液體在這一溫度時(shí)的恩氏黏度，即

ºE_t=t₁/t₂                                   ⑥

工業(yè)上常用20ºC、50ºC、100ºC作為測定恩氏熱度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，其恩氏熱度分別可以用相府符號ºE₂₀ 、ºE₅₀ 、ºE_l00 表示。

恩氏黏度與運(yùn)動黏度之間，可用如下經(jīng)驗(yàn)公式換算

當(dāng)1.35<ºE≤3.2時(shí)，ν=8ºE-（8.64/ºE）

⑦

當(dāng)ºE>3.2是，ν=7.6ºE-（4/ºE）

恩氏點(diǎn)度與運(yùn)動點(diǎn)度的對應(yīng)數(shù)值還可從有關(guān)圖表直接查出。

(3) 熱度與溫度、壓力的關(guān)系 液壓油的黏度對溫度變化十分敏感，溫度升高，粘度顯著降低。液壓油的黏度隨溫度變化的性質(zhì)稱為黏溫特性。不同種類的液壓油具有不同的黏溫特性。國產(chǎn)常用油的點(diǎn)溫特性如圖2-3 所示。液壓油的黏溫特性還用其黏溫變化程度與標(biāo)準(zhǔn)油相比較的相對數(shù)值(即黏度指數(shù)VI)來表示，VI值越大，表示其黏度隨溫度的變化越小，黏溫特性越好。

液體的黏度隨壓力的變化而變化。當(dāng)液體所受壓力增大時(shí)，其分子間距減小，內(nèi)聚力增大，黏度也隨之增大。但在機(jī)床液壓系統(tǒng)所使用的壓力范圍內(nèi)，液壓油的黏度受壓力變化的影響甚微，可以忽略不計(jì)；若壓力高于10MPa，如新型建材機(jī)械的液壓系統(tǒng)或壓力變化較大時(shí)，則應(yīng)考慮壓力對黏度的影響。不同的液壓油有不同的黏度壓力變化關(guān)系，這種關(guān)系稱為液體的黏壓特性，具體如圖2-4所示。 

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