Articles

Hydraulik

Hydraulik, Wissenschaftszweig, der sich mit der praktischen Anwendung von Flüssigkeiten, hauptsächlich Flüssigkeiten, in Bewegung befasst. Es bezieht sich auf die Strömungsmechanik (QV), die zum großen Teil ihre theoretische Grundlage bildet. Die Hydraulik befasst sich mit Fragen wie dem Fluss von Flüssigkeiten in Rohren, Flüssen und Kanälen und deren Begrenzung durch Dämme und Tanks. Einige seiner Prinzipien gelten auch für Gase, normalerweise in Fällen, in denen Dichteschwankungen relativ gering sind. Folglich erstreckt sich der Anwendungsbereich der Hydraulik auf mechanische Geräte wie Ventilatoren und Gasturbinen sowie auf pneumatische Steuerungssysteme.Flüssigkeiten in Bewegung oder unter Druck haben viele Jahrhunderte lang nützliche Arbeit für den Menschen geleistet, bevor der französische Wissenschaftler und Philosoph Blaise Pascal und der Schweizer Physiker Daniel Bernoulli die Gesetze formulierten, auf denen die moderne Hydrauliktechnologie basiert. Das Pascalsche Gesetz, das um 1650 formuliert wurde, besagt, dass der Druck in einer Flüssigkeit gleichmäßig in alle Richtungen übertragen wird.e, wenn Wasser gemacht wird, um einen geschlossenen Behälter zu füllen, wird die Anwendung des Drucks an irgendeinem Punkt auf alle Seiten des Behälters übertragen. Eine kleine Kraft, die auf einen kleinen Kolben in einem kleinen Zylinder ausgeübt wird, wird durch ein Rohr auf einen großen Zylinder übertragen, wo sie gleichmäßig gegen alle Seiten des Zylinders einschließlich des großen Kolbens drückt.Bernoullis Gesetz, das etwa ein Jahrhundert später formuliert wurde, besagt, dass Energie in einer Flüssigkeit auf Höhe, Bewegung und Druck zurückzuführen ist, und wenn es keine Reibungsverluste und keine geleistete Arbeit gibt, bleibt die Summe der Energien konstant. So kann die aus der Bewegung resultierende Geschwindigkeitsenergie teilweise in Druckenergie umgewandelt werden, indem der Querschnitt eines Rohres vergrößert wird, was die Strömung verlangsamt, aber die Fläche vergrößert, gegen die das Fluid drückt.Bis zum 19.Jahrhundert war es nicht möglich, Geschwindigkeiten und Drücke zu entwickeln, die viel größer waren als die von der Natur bereitgestellten, aber die Erfindung von Pumpen brachte ein großes Potenzial für die Anwendung der Entdeckungen von Pascal und Bernoulli. Im Jahr 1882 baute die City of London ein Hydrauliksystem, das Druckwasser durch Straßenleitungen lieferte, um Maschinen in Fabriken anzutreiben. 1906 wurde ein wichtiger Fortschritt in der Hydrauliktechnik erzielt, als ein ölhydraulisches System installiert wurde, um die Geschütze der USS „Virginia“ anzuheben und zu steuern.“ In den 1920er Jahren wurden in sich geschlossene Hydraulikeinheiten aus Pumpe, Steuerung und Motor entwickelt, die den Weg für Anwendungen in Werkzeugmaschinen, Automobilen, landwirtschaftlichen und Erdbewegungsmaschinen, Lokomotiven, Schiffen, Flugzeugen und Raumfahrzeugen ebneten.

Holen Sie sich ein Britannica Premium-Abonnement und erhalten Sie Zugang zu exklusiven Inhalten.

In hydraulischen Antriebssystemen gibt es fünf Elemente: den Fahrer, die Pumpe, die Steuerventile, den Motor und die Last. Der Fahrer kann ein Elektromotor oder ein Motor jeglicher Art sein. Die Pumpe wirkt hauptsächlich zur Druckerhöhung. Der Motor kann ein Gegenstück zur Pumpe sein und den hydraulischen Eingang in einen mechanischen Ausgang umwandeln. Motoren können entweder Dreh- oder Hin- und Herbewegung in der Last erzeugen.

Das Wachstum der Fluidtechnik seit dem Zweiten Weltkrieg war phänomenal. Bei der Bedienung und Steuerung von Werkzeugmaschinen, Landmaschinen, Baumaschinen und Bergbaumaschinen kann die Fluidtechnik erfolgreich mit mechanischen und elektrischen Systemen konkurrieren (siehe Fluidik). Seine Hauptvorteile sind Flexibilität und die Fähigkeit, Kräfte effizient zu multiplizieren; Es bietet auch eine schnelle und genaue Reaktion auf Kontrollen. Fluidkraft kann eine Kraft von einigen Unzen oder einer von Tausenden von Tonnen bereitstellen.

Hydrauliksysteme sind zu einer der wichtigsten Energieübertragungstechnologien geworden, die in allen Phasen der industriellen, landwirtschaftlichen und Verteidigungstätigkeit eingesetzt werden. Moderne Flugzeuge verwenden beispielsweise Hydrauliksysteme, um ihre Steuerungen zu aktivieren und Fahrwerke und Bremsen zu betätigen. Praktisch alle Raketen sowie ihre Bodenunterstützungsausrüstung nutzen Fluidkraft. Automobile verwenden hydraulische Antriebssysteme in ihren Getrieben, Bremsen und Lenkmechanismen. Die Massenproduktion und ihre Nachkommen, die Automatisierung, in vielen Branchen haben ihre Grundlagen in der Nutzung von fluidtechnischen Systemen.