Articles

Hydraulika

Hydraulika, dziedzina nauki zajmująca się praktycznymi zastosowaniami płynów, głównie płynów, w ruchu. Jest on związany z mechaniką płynów (Q. V.), która w dużej części zapewnia jej teoretyczne podstawy. Hydraulika zajmuje się takimi sprawami jak przepływ cieczy w rurach, rzekach i kanałach oraz ich zamykanie przez zapory i zbiorniki. Niektóre z jego zasad stosuje się również do gazów, zwykle w przypadkach, w których różnice gęstości są stosunkowo niewielkie. W związku z tym zakres hydrauliki rozciąga się na takie urządzenia mechaniczne jak wentylatory i turbiny gazowe oraz pneumatyczne systemy sterowania.

ciecze w ruchu lub pod ciśnieniem wykonywały pożyteczną pracę dla człowieka przez wiele stuleci, zanim francuski naukowiec-filozof Blaise Pascal i szwajcarski fizyk Daniel Bernoulli sformułowali prawa, na których opiera się nowoczesna technologia hydrauliczno-siłowa. Prawo Pascala, sformułowane w około 1650 roku, mówi, że ciśnienie w cieczy jest przenoszone równo we wszystkich kierunkach; i.e, gdy woda jest wypełniana zamkniętym pojemnikiem, zastosowanie ciśnienia w dowolnym punkcie zostanie przeniesione na wszystkie strony pojemnika. W prasie hydraulicznej prawo Pascala służy do uzyskania wzrostu siły; niewielka siła przyłożona do małego tłoka w małym cylindrze jest przenoszona przez rurę do dużego cylindra, gdzie naciska równo na wszystkie strony cylindra, w tym duży tłok.

prawo Bernoulliego, sformułowane około sto lat później, mówi, że energia w płynie jest spowodowana uniesieniem, ruchem i ciśnieniem, a jeśli nie ma strat spowodowanych tarciem i nie ma wykonanej pracy, suma energii pozostaje stała. W ten sposób energia prędkości, pochodząca z ruchu, może być częściowo przekształcona w energię ciśnienia poprzez powiększenie przekroju rury, co spowalnia przepływ, ale zwiększa obszar, do którego tłoczy się płyn.

aż do XIX wieku nie było możliwe opracowanie prędkości i ciśnień znacznie większych niż te zapewniane przez naturę, ale wynalezienie pomp przyniosło ogromny potencjał zastosowania odkryć Pascala i Bernoulliego. W 1882 roku city of London zbudowało system hydrauliczny, który dostarczał wodę pod ciśnieniem przez sieć uliczną do napędzania maszyn w fabrykach. W 1906 roku nastąpił znaczący postęp w technikach hydraulicznych, kiedy zainstalowano olejowy układ hydrauliczny do podnoszenia i sterowania działami USS ” Virginia.”W latach dwudziestych XX wieku opracowano samodzielne jednostki hydrauliczne składające się z pompy, sterowania i silnika, otwierając drogę do zastosowań w obrabiarkach, samochodach, maszynach rolniczych i ziemnych, lokomotywach, statkach, samolotach i statkach kosmicznych.

uzyskaj subskrypcję Britannica Premium i uzyskaj dostęp do ekskluzywnych treści.

w układach hydraulicznych występuje pięć elementów: sterownik, pompa, zawory regulacyjne, silnik i obciążenie. Kierowcą może być Silnik elektryczny lub silnik dowolnego typu. Pompa działa głównie w celu zwiększenia ciśnienia. Silnik może być odpowiednikiem pompy, przekształcając wejście hydrauliczne w wyjście mechaniczne. Silniki mogą wytwarzać ruch obrotowy lub posuwisto-zwrotny w obciążeniu.

rozwój technologii hydrauliki siłowej od czasów II wojny światowej był fenomenalny. W obsłudze i sterowaniu obrabiarkami, maszynami rolniczymi, maszynami budowlanymi i maszynami górniczymi moc płynna może z powodzeniem konkurować z systemami mechanicznymi i elektrycznymi (patrz fluidics). Jego głównymi zaletami są elastyczność i zdolność do efektywnego zwielokrotniania sił; zapewnia również szybką i dokładną reakcję na sterowanie. Moc płynów może zapewnić siłę kilku uncji lub jednego z tysięcy ton.

systemy hydrauliczne stały się jedną z głównych technologii przesyłu energii wykorzystywanych we wszystkich fazach działalności przemysłowej, rolniczej i obronnej. Nowoczesne samoloty, na przykład, wykorzystują układy hydrauliczne do aktywacji sterowania i obsługi podwozia i hamulców. Praktycznie wszystkie pociski, jak również ich sprzęt naziemny, wykorzystują moc płynną. Samochody wykorzystują układy hydrauliczne w swoich przekładniach, hamulcach i mechanizmach kierowniczych. Produkcja masowa i jej potomstwo, automatyzacja, w wielu gałęziach przemysłu, mają swoje podstawy w wykorzystaniu systemów hydraulicznych.