Μαθήματα:
- Πίεση σε υδραυλικό σύστημα
Πίεση σε ένα υδραυλικό σύστημα:
Τα υδραυλικά συστήματα λειτουργούν σύμφωνα με τους νόμους της υδροστατικής. Ο νόμος του Πασκάλ δηλώνει: «Η πίεση σε ένα συμπιεσμένο ρευστό σε ηρεμία διαδίδεται εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις σε ένα κλειστό σύστημα».
Το παρακάτω κινούμενο σχέδιο δείχνει την αρχή ενός υδραυλικού συστήματος με δύο έμβολα, σωλήνες με μανόμετρο και λάδι (χρώμα μπλε).
Το αριστερό έμβολο πιέζεται προς τα κάτω με μια ορισμένη δύναμη (F1). Ως αποτέλεσμα της μετατόπισης του υγρού στο αριστερό έμβολο, το δεξί έμβολο ωθείται προς τα πάνω με τη δύναμη (F2). Οι διάμετροι και των δύο κυλίνδρων είναι ίδιες. Σε αυτή την ενότητα θα υπολογίσουμε τις πιέσεις και τις δυνάμεις σε δύο υδραυλικά συστήματα.
Για να υπολογίσουμε τη δύναμη F2, πρέπει πρώτα να βρούμε το βάρος (kg) και την βαρυτική επιτάχυνση (m/s²). Το βάρος της φανταστικής BMW είναι 1000 κιλά. Στρογγυλοποιούμε την επιτάχυνση της βαρύτητας στο 10. Χρησιμοποιούμε αυτά τα δεδομένα για να συμπληρώσουμε τον τύπο για να υπολογίσουμε την απαιτούμενη δύναμη:
Ο ακόλουθος τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της πίεσης που υποδεικνύεται από το μανόμετρο:
Διά του οποίου:
- p = πίεση σε Pa (Pascal)
- F = δύναμη σε N (Newton)
- A = εμβαδόν επιφάνειας σε m²
Συμπληρώνουμε τον τύπο για να υπολογίσουμε την πίεση υγρού και στα δύο έμβολα.
Μια υπενθύμιση:
- 1 kPa (κιλοπασκάλ) = 1.000 Pa;
- 1 MPa (μεγαπασκάλ) = 1.000.000 Pa;
- 1 bar = 100.000 Pa = 100.000 N/cm².
Μια πίεση 10.000.000 Pa είναι επομένως ίση με 100 bar.
Στο παρακάτω animation, η διάμετρος του δεξιού εμβόλου έχει δεκαπλασιαστεί. Υπολογίζουμε την πίεση κάτω από το δεξί έμβολο με εμβαδόν επιφάνειας (A2) 100 cm².
Η πίεση του υγρού σε ολόκληρο το σύστημα είναι η ίδια. Εισάγουμε την πίεση στους παρακάτω τύπους:
Οι τύποι δείχνουν ότι το αυτοκίνητο 1000 kg μπορεί να ανυψωθεί με δύναμη (F1) στο αριστερό έμβολο 100 kg. Η απόσταση που διανύει το αριστερό έμβολο είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή του δεξιού εμβόλου.
Συμπληρώνοντας την παρακάτω εξίσωση μπορούμε να δείξουμε ότι η πίεση είναι ίδια σε όλο το σύστημα:
Σχετική σελίδα:
