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帕斯卡原理及其在液压系统中的应用

【摘要】:如图2-15 所示,根据帕斯卡原理,在液压或气压系统中的一个活塞上施加一定的压力,必将在另一个活塞上产生相同的压力增量,所以可以导出。

帕斯卡原理(Pascal’s principle)用以说明流体在静止时压力传递的原理,在工业界,帕斯卡原理常用于千斤顶与飞机的液压或气压系统中。

2.5.1 公式说明

所谓帕斯卡原理是指对封闭容器内的液体或气体施加压力时,必定会均匀地传递到液体或气体中的每一个部分。也就是说对密闭容器的液体或气体施加压力时,压力会传递到容器的每一个位置,且任何方向的压力都相同。如图2-15 所示,根据帕斯卡原理,在液压或气压系统中的一个活塞上施加一定的压力,必将在另一个活塞上产生相同的压力增量,所以可以导出。式中,F1与 F2分别表示活塞1与活塞2承受的垂直力,而 A1与 A2分别为活塞1与活塞2的面积,也就是对于密闭容器的液体或气体,在相同高度上的液面承受的压力均相同。

图2-15 帕斯卡原理

2.5.2 公式应用在工程领域,帕斯卡原理常应用于千斤顶与飞机的液压或气压系统,如图2-16所示,如果不考虑活塞 1 与活塞 2 的高度差造成的压力差ΔP,F1、 F2、 A1与 A2之间的关系为,由此能看出这个装置可使用极小的力量来举起重物,且的比值越大,这种效果越好。因此当 A2≫A1时可获得极大的机械效率。

图2-16 在液压或气压系统的帕斯卡原理应用

【例2-9】

如图2-17所示,若车子为5 000 kg,需要多少的力F才能维持?

图2-17 千斤顶的应用

【解答】

由于车子的重力为 5 000 kg ×9.81 m/s 2= 49 050 N ,而根据帕斯卡原理,可以得到F=49 050 N × 5/25=9 810 N 。