Articles

Hydraulik

Hydraulik, vetenskapsgren som sysslar med praktiska tillämpningar av vätskor, främst vätskor, i rörelse. Det är relaterat till fluidmekanik (QV), som till stor del ger sin teoretiska grund. Hydraulik behandlar sådana frågor som flödet av vätskor i rör, floder och kanaler och deras inneslutning av dammar och tankar. Några av dess principer gäller även gaser, vanligtvis i fall där variationer i densitet är relativt små. Följaktligen sträcker sig hydraulikens omfattning till sådana mekaniska anordningar som fläktar och gasturbiner och till pneumatiska styrsystem.vätskor i rörelse eller under tryck gjorde användbart arbete för människan i många århundraden innan den franska forskaren-filosofen Blaise Pascal och den schweiziska fysikern Daniel Bernoulli formulerade de lagar som modern hydraulisk kraftteknik bygger på. Pascals lag, formulerad omkring 1650, säger att trycket i en vätska överförs lika i alla riktningar; jag.e, när vatten görs för att fylla en sluten behållare, kommer appliceringen av tryck vid vilken punkt som helst att överföras till alla sidor av behållaren. I hydraulpressen används Pascals lag för att öka kraften; en liten kraft som appliceras på en liten kolv i en liten cylinder överförs genom ett rör till en stor cylinder, där den pressar lika mot alla sidor av cylindern, inklusive den stora kolven.Bernoullis lag, formulerad ungefär ett sekel senare, säger att energi i en vätska beror på höjd, rörelse och tryck, och om det inte finns några förluster på grund av friktion och inget arbete, förblir summan av energierna konstant. Således kan hastighetsenergi, som härrör från rörelse, delvis omvandlas till tryckenergi genom att förstora tvärsnittet av ett rör, vilket saktar ner flödet men ökar det område mot vilket vätskan pressar.

fram till 19-talet var det inte möjligt att utveckla hastigheter och tryck mycket större än de som tillhandahålls av naturen, men uppfinningen av pumpar gav en stor potential för tillämpning av upptäckterna av Pascal och Bernoulli. År 1882 byggde City of London ett hydrauliskt system som levererade trycksatt vatten genom gatanledningar för att driva maskiner i fabriker. 1906 gjordes ett viktigt framsteg inom hydrauliska tekniker när ett oljehydrauliskt system installerades för att höja och kontrollera vapnen i USS ”Virginia.”På 1920-talet utvecklades fristående hydrauliska enheter bestående av en pump, kontroller och motor, vilket öppnade vägen för applikationer i verktygsmaskiner, bilar, jordbruks-och jordbearbetningsmaskiner, lok, fartyg, flygplan och rymdfarkoster.

få en Britannica Premium-prenumeration och få tillgång till exklusivt innehåll. Prenumerera nu

i hydrauliska kraftsystem finns fem element: föraren, pumpen, reglerventilerna, motorn och lasten. Föraren kan vara en elmotor eller en motor av vilken typ som helst. Pumpen verkar främst för att öka trycket. Motorn kan vara en motsvarighet till pumpen, omvandla hydraulisk ingång till mekanisk utgång. Motorer kan producera antingen roterande eller fram-och återgående rörelse i lasten.

tillväxten av fluid-power-teknik sedan andra världskriget har varit fenomenal. Vid drift och kontroll av verktygsmaskiner, jordbruksmaskiner, Byggmaskiner och gruvmaskiner kan vätskekraft konkurrera framgångsrikt med mekaniska och elektriska system (se fluidik). Dess främsta fördelar är flexibilitet och förmågan att multiplicera krafter effektivt; det ger också snabbt och korrekt svar på kontroller. Vätskekraft kan ge en kraft på några uns eller en av tusentals ton.

hydrauliska kraftsystem har blivit en av de viktigaste energiöverföringsteknikerna som används av alla faser av industriell, jordbruks-och försvarsaktivitet. Moderna flygplan använder till exempel hydrauliska system för att aktivera sina kontroller och för att driva landningsställ och bromsar. Nästan alla missiler, liksom deras markstödutrustning, använder flytande kraft. Bilar använder hydrauliska kraftsystem i sina växellådor, bromsar och styrmekanismer. Massproduktion och dess avkomma, automation, i många branscher har sina grunder i användningen av fluid-kraftsystem.