油液温度对物理参数影响

    

    根据流体性质可知，温度变化对其物理特性有综合影响，某型号柱塞泵工作介质为12号航空液压油，因此液压油参数根据12号航空液压油参数确定。

    1）温度对液压油动力黏度的影响

    随着温度的增加，分子间作用力会显著减小，油液黏度会下降进而影响整个系统的工作性能。温度对动力黏度的影响称为油液的温黏曲线。其表达式为

    

    式中，λ为黏温系数，油液的黏温系数λ=0.017～0.050。

    对于12号航空液压油，其经测试得出的黏度性质见表3.2。

表3.2　12号航空液压油运动黏度

    

    轴向柱塞泵正常工作温度范围为0℃以上，将测得数据拟合可得

    

    式中，黏温系数λ=0.04。

    2）温度对液压油密度的影响

    温度升高时，物体存在热胀冷缩现象，直接影响油液的密度。对于航空液压油来说，温度升高时其密度将相应减小。但在柱塞泵工作温度范围区间，其变化值和黏度变化相比相当有限。因此可以忽略不计，取12号航空液压油密度ρ=844.1 kg/m3。

    3）温度对液压油比热容的影响

    比热容的定义为：单位质量的某种物质，当其温度发生变化时，每变化1 K所需要吸收或放出的热量。一般情况下，物体的比热容为温度的函数，对于不同的物质其函数曲线不同。对于柱塞泵使用的12号航空液压油，其比热容见表3.3。

表3.3　12号航空液压油比热容

    为建立数学模型，需要把以上数据进行拟合。根据以上几个孤立点用MATLAB曲线拟合为

    

    式中，T为油液温度；c为比热容［J/（kg·K）］。

    4）温度对液压油导热系数的影响

    为求得油液与缸体和柱塞壁面的热传导，需要得出两者间通过热传导传递的热量。而导热量和换热面积与导热系数有关。导热系数λF受油液温度变化而发生变化，数值见表3.4。

表3.4　12号航空液压油导热系数

    

    为建立数学模型，需要把以上数据进行拟合。使用MATLAB可将孤立点拟合为曲线

    

    5）温度对液压油导热系数的影响

    根据相似理论计算热对流的放热系数时，涉及油液的体积膨胀系数。不同的温度区间其体积膨胀系数见表3.5。

表3.5　12号航空液压油体积膨胀系数

    

    考虑到工作温度绝大部分处于20～50℃，因此取为

    βt=8.6×10－4K－1

    管道长度修正系数：ε≈1

    由于是层流流动（Re＜2 300），所以努塞特数为

    Nu=0.74（Re·Pr）0.2（Gr·Pr）0.1ε