Även om de inte är fasta, har vätskor som vatten den anmärkningsvärda förmågan att utföra användbart arbete. Hydraulik, vetenskapsgrenen som studerar vätskors mekaniska egenskaper, har hjälpt människor att uppfinna många användningsområden för hydrauliska anordningar, inklusive bromsar, hissar, komprimatorer och andra maskiner som gör livet bekvämt, produktivt och säkrare.
Hydrauliska lyftar och vätskekraft
Blaise Pascal härledde en lag som förklarar hur människor kan utnyttja kraften i vätskor. När du trycker på vätska i en sluten behållare överförs det trycket lika till alla andra punkter i behållaren. Enligt lagen är det också möjligt för ett hydraulsystem att multiplicera krafter. Till exempel använder en hydraulisk arm dessa principer för att hjälpa dig att lyfta tusentals pund med dina händer. Du trycker ner för att applicera en liten kraft på en del av domkraftens vätska, och kraften multipliceras tillräckligt för att lyfta en bil.
Hydraulisk bromsning
Du ser hydrauliken i aktion varje gång du åker i ett fordon eller ser ett pass; bilbromssystem är bland de vanligaste användningsområdena för hydrauliska maskiner. Ett fordons bromssystem har flera kritiska komponenter, och en av dem kommer i en flaska eller burk. Bromsvätska, en hydraulisk vätska, är så viktig att bromssystem kan misslyckas utan den. När du trycker ner foten på en bromspedal, rör sig en kolv och stång i en huvudcylinder. Denna rörelse utövar kraft på hydraulvätska som är begränsad inuti bromsledningarna. På grund av Pascals lag rör sig trycket genom ledningarna, trycker mot en annan cylinder och gör att fordonets bromsbackar och belägg kommer i kontakt med skivan eller trumman och saktar ner hjulen.
Flygplan och hydrauliska system
Förutom att hjälpa plan att sakta ner på landningsbanor, hanterar hydrauliska kraftsystem klaffarna , landningsställ och flygkontrollytor. Hydraulvätskor gör detta genom att överföra krafter som appliceras på en plats till kontroller på en annan punkt på planet. Arbetstrycket i ett flygplans hydraulsystem kan variera från 200 till 5 000 psi. Amerikas flotta av rymdfärjor innehöll hydrauliska system som kunde fungera utan tyngdkraft och rymdens hårda miljö.
Vätskans Kraft för att komprimera ämnen
Hydrauliska skräpkomprimatorer drar också nytta av det faktum att ett litet tryck på en innesluten vätska kan producera en starkare kraft någon annanstans i systemet. Innan sopor kommer till en soptipp, komprimerar sopbilar med hydrauliska armar soporna så att det tar mindre plats. Att komprimera avfall hjälper till att spara miljön och förhindrar att deponier fylls så snabbt. Hotell, restauranger och andra företag som producerar avfall kan utnyttja kraften hos vätskemekanik genom att köpa hydrauliska sopkomprimatorer.
Alla hydraulvätskor är inte lika
Viskositet, som mäter en vätskas motstånd mot flöde , är en viktig egenskap hos hydraulvätska som påverkar ett hydraulsystems effektivitet. Vätskor som du väljer till ett hydraulsystem måste ha en så hög viskositetsnivå att det hindrar flödet, vilket resulterar i ökad temperatur och effektförlust.
