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(huì)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(huì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)看成是許多無限薄的同心圓筒形的液體層的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)較慢的液體層阻滯運(yùn)動(dòng)較快的液體層，而運(yùn)動(dòng)較快的液體層又帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)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。總之，液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，分子間的內(nèi)聚力阻礙分子間的相對運(yùn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，才會(huì)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(dòng)黏度、相對黏度三種。 

①黏度 熱度也稱動(dòng)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(dòng)，下平板固定不動(dòng)。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(dòng)，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(dòng)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。可用下式表示

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(dòng)力黏度，動(dòng)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(dòng)速度對液層間距離的變化率。

由式④可知，液體動(dòng)力黏度μ的物理意義是：當(dāng)速度梯度等于1時(shí)，流動(dòng)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(dòng)粘度度 動(dòng)力黏度μ和液體密度ρ的比值，稱為運(yùn)動(dòng)黏度，用ν表示。即

ν=μ/ρ                                     ⑤

運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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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