液压系统中的压力如何看(干了这么多年液压)

液压工程师在平时的设计工作中经常会遇到压强测量,可是大家是否知道我们测量的压强并不是系统里的全部压力压强,而只是全压中的一部分,一般我们用传感器测量到的压力只是流体的静压。

今天,机械财经就和大家聊一聊,什么是静压,动压,全压,以及什么是相对压强,什么是绝对压强,然后回到我们测量到的到底是什么压强。

1 流体压力的组成

流体之所以有压力,是因为流体是含有能量的,任何一种流体(气体或液体)都有三种形式的机械能,即动能、位能和静压能。这三种能量都是如何表现出来的呢?我们通俗地讲一下:

1、大气流动产生风,我们在顶着风走的时候会明显感觉到有力量阻碍我们前进,这说明流动的风具有能量,这种能量的大小与风流动的速度有关,风速越大,能量越大,此种能量称为流体的动能。

2、被压缩的气体也具有一定的能量,例如,我们吹气球,气球吹完后气体再流动了,但是气球却因为受力变得越来越大,这就是流体的静压能。

3、我们都知道水往低处流,当高处的水流到低的地方时可以冲击水轮机转动,从而使发电机发电,这说明处在一定高度的水(流体)具有一种能量,其大小与流体的密度与所处位置的高低有关,位置越高,能量越大,此种能量称为位能。

那么,能量表现在压力或压强时,动能就用动压强衡量,静能和势能就用静压强表示。我们在初高中所学的压强大多数都是静压强

流体的全压是静压和动压的代数和:全压(Pq)=静压(Pi)十动压(Pb)

2 静压和动压如何测量

首先说明下,液压和流体领域甚至是整个工程领域会将压强叫做压力,如我们经常说压力传感器,其实是测量压强的。再如经常有人问,这胶管耐多大压力?其实也是问能承受多少Pa的压强。是一种行业习惯,大家知道就好,一般都是指的压强。下文也会混用,没有特殊说明都是说的压强。

液压领域,我们遇到的大多数压强传感器都是测量静压的,空气动力学领域会经常测量流速来计算动压。因为实际中很少去测量动压,也没有通用的传感器去测量动压。

如果非要测出静压,动压,那么只能用毕托管原理。如下图,第一张图片,当我们垂直于流体方向安放一个U形管时,我们就能通过U形管两端的高度差测量静压;第二章图片,如果我们将U形管的一端迎着流体方向,另一端垂直于流体方向安置U形管,我们就能通过U形管两端的高度差测量动压;第三张图片,当我们迎着于流体方向安放一个U形管时,我们就能通过U形管两端的高度差测量全压。

液压系统中的压力如何看(干了这么多年液压)(1)

毕托管

3 相对压力和绝对压力

我们知道只要有流体就会有静压,所以我们周围的大气也是有压力的,相对于绝对真空,标准大气压定义为101.3KPa,这就是一个绝对压力,也就是说绝对压力是以绝对真空为零点的压力;那么相对压力又称为表压力,是以大气压为零点的一个压力。

因为我们已经感觉不到周围大气有压力,所以为了方便起见,我们日常中提到的压强都是指的相对压强。常用的压力传感器也都是测量相对压强的。

液压系统中的压力如何看(干了这么多年液压)(2)

压力传感器

液压系统中的压力如何看(干了这么多年液压)(3)

压力表

液压系统中的压力如何看(干了这么多年液压)(4)

数显压力传感器

绝对压力传感器也是有应用的,只是非常少见,典型应用之一是气压计,该装置可测量当前环境压力,用于预测天气的变化。工业领域发动机的进气歧管压力传感器的工作原理是通过测量进气管中的绝对压力来获知空气的密度,配合发动机的转速,计算出进入的空气量。绝对压力传感器都要有一个真空腔。

液压系统中的压力如何看(干了这么多年液压)(5)

绝对压力传感器

4 我们测到的压力到底是什么压力

回到题头,机械财经来回到,我们测到的压力到底是什么压力?

这里只给出液压和流体里最常见的情况:我们测量的是液压系统内流体的静压,而且是相对压力,即比大气压高出来的那部分压力。

5 小结

这下大家是不是明白了很多?相对静压强是最常见的,工业领域如不特殊说明我们说的都是相对静压强。动压强我们不关心么?当然不是,我们用另一个参数流量来表征了。

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