衡量液压技术基本物理量压力的介绍

我们在衡量人的身体状况时，是有很多指标，其中就包含这人体的身高、体重等。与之相似，而我们在衡量液压元件和系统的性能状况也是有两个基本的物理量，分别是压力和流量，下面小编就来给大伙详细介绍下其中的压力！
 
液压技术中，液体的压力，指的是作用在单位面积上的力，在中学物理中被称为压强，通常以p 表示。液体的压力，实际上是液体中分子团无规则运动撞击力的宏观表现。
 
1、单位
 
压力的单位，直到20 世纪六七十年代，一直使用公斤力/厘米2（kgf/cm2），俗称公斤。因为很容易理解记忆：1 公斤力作用在1 厘米2 的面积上产生的压力就是1 公斤，所以至今还有人在用。
 
力的单位用牛顿（N）后，用巴（bar）作为压力的单位，1bar=10N/cm2（≈1.02kgf/cm2），在欧美普遍使用至今。
 
中国国家标准，按国际单位制，要求使用帕（Pa），1Pa=1N/m2=0.0001N/cm2=0.00001bar。对液压技术来说，Pa 太小，所以，除个别场合使用千帕（kPa）外，一般都使用兆帕（MPa），即106Pa。1MPa=10bar。
 
2、基准
 
以绝对真空为基准的，称为绝对压力（见图1-7）。大气的绝对压力在0.1MPa 上下波动：台风是低压；冷空气来了，大气压力升高。 因为几乎所有液压设备都工作在有大气压力的场所，其工况的绝对压力随大气压力而变，所以，液压技术中一般都以大气压力作为基准，称为相对压力。低于大气压力的压力就为负压力，也称真空度。绝对真空就为负压力，约−0.1MPa，或真空度约100kPa。
 
3、重力引起的压力
 
液柱的重力引起的压力p 由液柱的高度h 和液体的密度ρ 决定，与容器形状无关（见图1-8）。 p = hρ g式中 g——重力加速度。
 
因为水的密度为1g/cm3，重力加速度g 约为9.8m/s2，所以，在高为10m 的水柱底部，水柱重力引起的压力为10m×1g/cm3×9.8m/s2=9.8N/cm2 ≈ 1bar=0.1MPa。
 
当代液压技术，一般称7MPa 以下为低压，10～21MPa 为中压，31MPa 以上为高压（各行业有所不同，无严格的规定）。所以，低压大致相当于水深700m 以内的压力，中压则为水深1000～2100m 的压力，高压则为水深3100m 以上的压力。
 
因为常用液压油的密度比水小，所以，相同高度的油柱引起的压力低于水柱。
 
4、外力引起的压力
 
静止的液体具有这样的特性：作用于液体任一部分的压力，必然按原来的大小，由液体向四面八方传递，即如图1-9 所示：外力W 在液体中引起的压力p=W/A，容器中各部分液体就都有压力p。此原理由法国人帕斯卡在1648 年归纳，所以，也称帕斯卡原理。此液体对容器壁的作用力，就是压力与作用面积之乘积：F1=pA1，F2=pA2。 以上是为了便于理解而理想化了的，与现实有差距。因为，精确地说，在地球上，容器下部的压力，由于液体重量的影响，总会高于上部。但因为水或油1m高度差带来的压力差小于0.01MPa，与现代液压技术常用的压力相比，小得多，因此，在多数应用场合，高度差引起的压力差就常忽略不计了。
 
5、液压杠杆
 
生活经验，使用杠杆，可以用较小的力撬动较重的负载（见图1-10a）。

根据液体的前述特性，也可以组成所谓的液压杠杆。图1-10b 中，负载力F1在液压缸中产生的压力p1=F1/A1。如果液压泵的作用面积A2<A1，则较小的作用力W=p2A2 就可以克服较大的负载力F1，推动负载上升。 注意：要使负载上升，就要让液体从液压泵流向液压缸，帕斯卡原理有效的前提条件——静止液体，在实际液压系统中是不能满足的。液体的压力会由于流动时的摩擦力造成的损失而下降，所以，实际需要的p2 必须高于p1。
 
液压系统的工作压力越高，元件、管道受到的作用力就越大，就越需要元件、管道结实耐压。
 
所有液压元件、管道都有其耐压极限，只是高低不同而已。就好像，一般气球可以吹爆，自行车内胎虽然吹不爆，但用打气筒就能打爆。
 
液压元件可持续承受的压力，一般称额定压力。