液壓傳動 課件 氣穴現象

氣穴現象主講人：任好玲華僑大學機電及自動化學院2026年8月10日第三章流體力學基礎2內容提要液壓系統中的氣穴現象及危害氣穴產生的原因減少以至避免氣蝕的措施123一、液壓系統中的氣穴現象及危害一、液壓系統中的氣穴現象及危害一、液壓系統中的氣穴現象及危害一、液壓系統中的氣穴現象及危害閥的

流線

仿真速度分布壓力分布一、液壓系統中的氣穴現象及危害一、液壓系統中的氣穴現象及危害Cavitation氣蝕速度高

壓力低壓力能轉化為動能完全可能導致負壓二、氣穴產生的原因在流動的液體中，如果某處的壓力低于空氣分離壓時，原先溶解在液體中的空氣就會分離出來，從而導致液體中出現大量氣泡，這種現象稱為氣穴現象；如果液體中的壓力進一步降低到飽和蒸氣壓時，液體將迅速汽化，產生大量蒸汽泡，使氣穴現象更加嚴重。氣穴現象使得液壓裝置產生噪聲和振動，使金屬表面受到腐蝕。氣穴多發生在閥口和液壓泵的進口處。由于閥口的通道狹窄，液流的速度增大，壓力則下降，容易產生氣穴；當泵的安裝高度過高、吸油管直徑太小，吸油管阻力太大或泵的轉速過高，都會造成進口處真空度過大，而產生氣穴。二、氣穴產生的原因溶解在液壓介質中的空氣在低壓時會放出在一定溫度下，當液體壓力低于某一值時，溶解在液體中的空氣回突然迅速地從液體中分離出來，產生大量的氣泡，這個壓力就稱為該液體在該溫度下的空氣分離壓。二、氣穴產生的原因節流口處的氣穴現象節流口喉部的壓力要低于節流口前的壓力。如果喉部處的壓力低于空氣分離壓，就可能會出現大量氣泡，產生氣穴。伯努利方程：流量方程：喉部壓力為什么降低？二、氣穴產生的原因節流口處的氣穴現象如何判斷孔口出現氣穴了呢？氣穴系數：當c<3.5時，無氣穴臨界壓力：當壓力小于臨界壓力時，無氣穴二、氣穴產生的原因Cavitation氣穴，氣蝕二、氣穴產生的原因一個計算實例絕熱狀態下T0,abs=40°C=313°K,p0,abs=1bar,pabs=300bar,Tabs=3000,4/1,4

*To,abs=5,1*313°K=1597°K=1324°C如果那么二、氣穴產生的原因三、減少以至避免氣蝕的措施速度不太高

壓力不太低避免負壓

計算泵吸油腔的真空度或泵允許的最大吸油高度如圖所示，設泵的吸油口比油箱液高h，取油箱液面I－I和泵進口處截面II-II列伯努利方程，并取截面I－I為基準水平面。泵吸油口真空度為：式中：P1為油箱液面壓力P2為泵吸油口的絕對壓力圖3-12泵從油管吸油三、減少以至避免氣蝕的措施一般油箱液面與大氣相通，故p1為大氣壓力，即p1=pa；v2為泵吸油口的流速，一般可取吸油管流速；v1為油箱液面流速，由于v1<<v2，故v1可忽略不計；p2為泵吸油口的絕對壓力，hw為能量損失。據此，上式可簡化成:泵吸油口真空度為:由上式可知泵吸油口的真空度由三部分組成：①產生一定流速所需的壓力；②把油液提升到高度h所需的壓力；③吸油管內壓力損失。三、減少以至避免氣蝕的措施所謂吸油，實質上是在油箱液面的大氣壓力作用下把油壓入泵內的過程。所以泵吸油口的真空度不能太大。當泵吸油口絕對壓力低于大氣壓一定數值時，就會出現氣穴現象。為避免產生氣蝕，必須限制真空度，其方法除了加大油管直徑等外，一般要限制泵的吸油高度h,允許的最大吸油高度計算式為:液壓泵和液壓馬達開始工作之前，都要排空氣，要充滿油液。長時間不用，要重復上述過程。三、減少以至避免氣蝕的措施在液壓系統中，壓力低于空氣分離壓之處，就會產生氣穴現象。為了防止氣穴現象的發生，最重要的一點就是避免液壓系統中的壓力過分降低，具體措施有：(1)減小閥孔口前后的壓差，一般希望其壓力比p1/p2＜3.5。(2)正確設計和使用液壓泵站。(3)液壓系統各元件的連接處要密封可靠，嚴防空氣侵入。(4)液壓元件材料采用抗腐蝕能力強的金屬材料，提高零件的機械強度，減小零件表面粗糙度。三、減少以至避免氣蝕的措施液壓泵在吸油過程中，吸油腔的絕對壓力會低于大氣壓力。氣穴在什么情況下出現？壓力低于空氣分離壓造成吸油腔壓力過低的原因：1.液壓