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液力阀门在工作过程中所受的力有多种,掌握各种作用力的特点和计算方法是设计和使用液压阀的基础。以下是一些在设计和分析液压阀时常用的作用力。
1.液体压力
液力元件中,相对于液压来说,由液体重力引起的液压差非常小,可以忽略不计。这样,计算时就认为同一容腔内液体压力相同。液压F等于压力P与作用面积S的乘积。
2.流体动力学
流体通过阀口时,由于流体方向和速度的变化而引起流体动量的变化,从而使阀芯受到附加作用力,即流体动力。当阀口开度一定时,液力是一种稳态流体动力,阀口开度改变时,还存在瞬态流体动力。
3.稳定的液力
从图中可以看出,在阀芯和阀体孔之间形成的环形通道是控制体积。在一定的阀口开度条件下,通过动量定律,可以计算出容积对阀芯轴向方向的稳态液力F。
4.瞬间液力。
作用在阀芯上的液流力,除了稳态液动力外,还有瞬态流体动力。暂态液动力是指当阀口开度改变时,流经阀口的液流速度变化,引起流道内液体动量变化而产生的流体动力。瞬态液动力是指流体在非稳态和瞬态条件下流动时,流体加速度所产生的流体动力,这是因为阀腔内流动的不稳定性。非稳态流体动力的作用方向总是与阀腔内液体的加速度相反。