缝隙阻尼特性

1）固定平行平板缝隙

固定平行平板的缝隙如图2.3所示，上下两平板均固定不动，液体在缝隙两端的压差作用下沿缝隙流动，缝隙高度为h，长度为l，宽度为b（垂直纸面方向，图中未示出）。则平板缝隙的流量-压力关系有

图2.3　平行平板缝隙示意图

平行平板缝隙流动的层流起始段效应已有许多理论研究。层流起始段长度

其中

式中，v为流体沿缝隙长度方向的流速。

由于层流起始段具有的附加损失，造成总的压力损失增加量为

式中，第一项是完全发展了的层流运动造成的压力损失；第二项是层流起始段的附加损失，ξ是附加损失的阻力系数。层流损失的存在使总压力损失增加，导致在缝隙进出口压差相同的情况下通过的流量减小，因此对流量-压力关系做如下修正

层流起始段效应的阻力系数ξ和流量修正系数Ce之间的相互关系为

一般来说，形成平板缝隙阻尼的缝隙高度（即油膜厚度）h＜0.03 mm，即使雷诺数较大，长度l较短，修正值也不太大。根据图2.4即可查出修正系数Ce的值。

图2.4　平行平板间隙层流起始段效应修正系数

2）环形缝隙

环形缝隙如图2.5所示，由两个平行圆柱面组成。当缝隙间隙高度h远小于圆柱面直径时，流体层流运动的流量-压力特性实质上和平行平板的间隙流动相同，只是平行平板的板宽b需要用环缝周长πd代替。因此同心环形缝隙的流量-压力特性表达式为

式（2.10）中，流量修正系数Ce与式（2.8）中的系数是有差异的，本式中的Ce如图2.6所示。

工程实践中，环形缝隙的完全同心是很难实现的，例如柱塞由于受力不均匀，往往存在偏心，如图2.5c所示。当偏心距为e时，偏心环形缝隙的流量压力关系为

图2.5　环形缝隙示意图

图2.6　同心环形缝隙流动的层流起始段效应修正系数

1—r2/r1=0.1；2—r2/r1=0.4；3—r2/r1=0.8

式中，ε为偏心量，ε=e/h；h为不偏心时两圆柱面的间隙高度，即h=R－r。

当完全偏心时，e=h，即ε=1，此时上式成为

偏心环形缝隙流动考虑层流起始段效应的修正时，参考同心环形缝隙流动的情况进行。