Articles

Hydrauliikka

Hydrauliikka, tieteenala, joka käsittelee nesteiden, pääasiassa nesteiden, käytännön sovelluksia liikkeessä. Se liittyy virtausmekaniikkaan (QV), joka suurelta osin tarjoaa sen teoreettisen perustan. Hydrauliikka käsittelee muun muassa nesteiden virtausta putkissa, joissa ja kanavissa sekä niiden eristämistä padoilla ja säiliöillä. Jotkin sen periaatteista koskevat myös kaasuja, yleensä tapauksissa, joissa tiheyden vaihtelut ovat suhteellisen pieniä. Näin ollen hydrauliikan soveltamisala ulottuu mekaanisiin laitteisiin kuten puhaltimiin ja kaasuturbiineihin sekä pneumaattisiin ohjausjärjestelmiin.

liikkeessä tai paineen alla olevat nesteet tekivät ihmiselle hyödyllistä työtä useiden vuosisatojen ajan, ennen kuin ranskalainen tiedemies-filosofi Blaise Pascal ja sveitsiläinen fyysikko Daniel Bernoulli muotoilivat lait, joihin nykyaikainen hydrauliikkatekniikka perustuu. Noin vuonna 1650 Muotoillun Pascalin lain mukaan nesteen paine välittyy tasaisesti kaikkiin suuntiin; i.e, kun suljetun säiliön täyttämiseksi tehdään vettä, paineen kohdistaminen missä tahansa kohdassa lähetetään säiliön kaikille sivuille. Hydraulipuristimessa Pascalin lakia käytetään voiman lisäämiseen; pienessä sylinterissä olevaan pieneen mäntään kohdistuva pieni voima välittyy putken kautta suureen sylinteriin, jossa se painaa tasaisesti sylinterin kaikkia sivuja, myös suurta mäntää vastaan.

noin sata vuotta myöhemmin Muotoillun Bernoullin lain mukaan fluidin energia johtuu noususta, liikkeestä ja paineesta, ja jos kitkasta ei aiheudu häviöitä eikä työtä tehdä, energioiden summa pysyy vakiona. Niinpä liikkeestä johtuva nopeusenergia voidaan osittain muuntaa paine-energiaksi laajentamalla putken poikkileikkausta, mikä hidastaa virtausta mutta lisää pinta-alaa, jota vastaan neste painaa.

vielä 1800-luvulla ei ollut mahdollista kehittää paljon suurempia nopeuksia ja paineita kuin mitä Luonto tarjosi, mutta pumppujen keksiminen toi valtavan potentiaalin Pascalin ja Bernoullin löytöjen soveltamiseen. Vuonna 1882 Lontoon kaupunki rakensi hydraulisen järjestelmän, joka kuljetti paineistettua vettä katuputkiston kautta tehtaiden koneiden kuljettamiseen. Vuonna 1906 tapahtui merkittävä edistysaskel hydrauliikkatekniikassa, kun USS ”Virginian tykkien nostamiseksi ja ohjaamiseksi asennettiin öljyhydraulinen järjestelmä.”1920-luvulla kehitettiin pumpusta, ohjaimista ja moottorista koostuvat itsenäiset hydrauliset yksiköt, jotka avasivat tien sovelluksille työstökoneissa, autoissa, maatalous-ja maansiirtokoneissa, vetureissa, laivoissa, lentokoneissa ja avaruusaluksissa.

Hanki Britannica Premium-tilaus ja päästä käsiksi yksinoikeudella esitettävään sisältöön. Tilaa nyt

hydrauliikkajärjestelmissä on viisi elementtiä: kuljettaja, pumppu, säätöventtiilit, moottori ja kuorma. Kuljettaja voi olla sähkömoottori tai minkä tahansa tyyppinen moottori. Pumppu toimii pääasiassa paineen lisäämiseksi. Moottori voi olla pumpun vastine, jolloin hydraulinen tulo muuttuu mekaaniseksi ulostuloksi. Moottorit voivat tuottaa kuormassa joko pyörivää tai edestakaista liikettä.

nestevoimateknologian kasvu toisen maailmansodan jälkeen on ollut ilmiömäistä. Työstökoneiden, Maatalouskoneiden, Rakennuskoneiden ja kaivoskoneiden käytössä ja ohjauksessa nestevoima voi kilpailla menestyksekkäästi mekaanisten ja sähköisten järjestelmien kanssa (ks.fluidics). Sen tärkeimmät edut ovat joustavuus ja kyky moninkertaistaa voimat tehokkaasti; se tarjoaa myös nopean ja tarkan vastauksen kontrolleihin. Nestevoima voi tuottaa muutaman unssin tai yhden tuhansista tonneista.

Hydrauliikkajärjestelmistä on tullut yksi tärkeimmistä energian siirtotekniikoista, joita hyödynnetään kaikissa teollisuuden, maatalouden ja puolustuksen vaiheissa. Esimerkiksi nykyaikaiset lentokoneet käyttävät hydraulisia järjestelmiä hallintalaitteidensa aktivoimiseen sekä laskutelineiden ja jarrujen käyttöön. Käytännössä kaikki ohjukset sekä niiden maatukilaitteet hyödyntävät nestevoimaa. Autot käyttävät hydraulisia voimansiirtoja, jarruja ja ohjausmekanismeja. Massatuotannolla ja sen jälkeläisillä, automaatiolla, on monilla teollisuudenaloilla perustuksensa nestevoimajärjestelmien hyödyntämisessä.