اصول پایه ای هیدرولیک
بکار گیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت روزبروز در حال افزایش می باشد. استفاده از سیال (Fluid Power) تحت فشار، سبب بوجود آمدن دو شاخه مهم هیدرولیک و پنوماتیک در صنعت گردیده است. در پنوماتیک هوای فشرده و در هیدرولیک، از روغن و دیگر مایعات بعنوان سیال عامل استفاده می شود. مایعات به لحاظ تراکم پذیری همانند جامدات هستند و در عین حال قابلیت پمپاژ و جریان یافتن از درون لوله ها و انتقال قدرت انعطاف پذیر برخوردار می باشند. از پنوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتاً پایین (تا حدود 1 تن) و سرعتهای حرکتی بالا مورد نیاز باشد استفاده می شود، در صورتیکه کاربرد سیستمهای هیدرولیک عمدتاً در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعتهای کنترل شده دقیق مورد نظر باشد. اساس کار سیستمهای هیدرولیکی بر قانون پاسکال استوار است.
پارامترهای موثر بر جریان سیال در سیستمهای هیدرولیک
وزن، تمام اجسام (جامدات، مایعات و ...) توسط نیروی جاذبه (متناسب با جرم جسم) بطرف مرکز زمین کشیده می شوند. این نیرو جسم نامیده می شود.
وزن = شتاب جاذبه × جرم
W (N) = m (kg) × g (m/s²)
چگالی وزنی، وزن واحد حجم یک ماده را چگالی وزنی می نماند. بسته به نوع روغن، چگالی وزنی از 8640 تا N/m³ 9110 تغییر می نماید.
چگالی وزنی = وزن ÷ حجم
γ (N/m³)= W (N)/V (m³)
چگالی جرمی، جرم واحد حجم یک ماده را چگالی جرمی می نامند.
چگالی جرمی = جرم ÷ حجم
ρ (kg/m³)=m (kg)/V (m³)= γ (N/m³)/g (m/s²)
وزن مخصوص، وزن مخصوص یک سیال طبق تعریف عبارتست از نسبت چگالی وزنی آن سیال به چگالی وزنی آب. چون وزن متناسب با جرم است می توان وزن مخصوص را نسبت دانسیته جرمی سیال مورد نظر به دانسیته جرمی آب نیز دانست.
وزن مخصوص سیال = چگالی وزنی سیال ÷ چگالی وزنی آب
Sg (fluid)= γ (fluid)/γ (water)= ρ (fluid)/ρ (water)
فشار، نیرو بر واحد سطح را فشار می نامند. فشار مطلق معرف میزان فشار نسبت به خط مبنای صفر است، در صورتیکه فشار نسبی، نسبت به فشار اتمسفر (تقریباً 14/7 psi یا 101/3 kPa در سطح دریا) اندازه گیری می شود. رابطه بین فشار و فشار نسبی بصورت زیر است:
فشار مطلق = فشار اتمسفر + فشار نسبی
مروری بر مکانیک
نظر به اینکه از قدرت سیال جهت تولید نیرو و انرژی مکانیکی استفاده می شود، ضروری است که قوانین پایه مکانیک به اختصار مورد بررسی قرار گیرند.
سرعت = مسافت طی شده ÷ زمان
ν (m/s)= S (m) /t (s)
نیرو = شتاب × جرم
F (N) = m (kg) × a (m/s2)
کار = جابجایی × نیرو
W (J) = F (N) /S (m)
توان = کار انجام شده ÷ زمان انجام کار
P (W) = W (J) /t (s)
P = (F (N) × S (m))/ t(s)
P (W) = F (N) × ν (m/s)
P (hp) = P (W)/746
گشتاور = نیرو × بازوی گشتاور
T (N.m) = F (N) × R (m)
توان (حرکت دورانی) = گشتاور × سرعت زاویه ای
P (W) = T (N.m) × ω (rad/s)
P (W) = (T (N.m) × 2πN (rpm))/60
بازده = توان خروجی ÷ توان ورودی
Η = Po/Pi
منبع: هیدرولیک صنعتی آقایان مهندس مدینه و دکتر دلایلی