آشنایی با عملکرد و طرح پمپ

عملکرد و طرح پمپ 

پمپ شامل یک روتور (بلوک سیلندر) می باشد که شیارهایی بصورت شعاعی بر روی آن قرار دارد و در داخل این شیارها پیستون ها قرار گرفته اند. روتور بصورت خارج از مرکز نسبت به بدنه قرار گرفته است. پیستون ها و بلوک سیلندر توسط خار به شفت محرک متصل شده اند. با گردش شفت محرک در حالی که بدنه ثابت است پیستون ها و بلوک سیلندر دوران می کنند. با توجه به خارج از مرکز بودن بلوک سیلندر نسبت به بدنه پمپ، هنگام دوران بلوک سیلندر، پیستون ها حرکت رفت و برگشتی انجام می دهند. ادامه مطلب

جریان در هیدرولیک کاربردی (2)

جریان در هیدرولیک کاربردی (2)

جریان در هیدرولیک کاربردی (2)

 

 

جریان در هیدرولیک کاربردی (2) :

5-3 شدت جریان یا دبی (Q)

منظور از دبی با شدت جریان همان مقدار سیال عبوری از دهانه یک لوله یا سطح مقطع یک کانال در واحد زمان می باشد. در مورد سیالات تراکم ناپذیر (مایعات) دبی بر حسب حجم سیال عبوری در واحد زمان تعریف می شود، به عبارتی:  

که در این رابطه:

x: فاصله می باشد

سرعت را نیز می توان از طریق رابطه ذیل محاسبه نمود:

بنابراین:

  o=A×V

2-5-4 قانون بقای انرژی

همانطور که قبلاً توضیح داده شد مطابق با قانون بقای انرژی، انرژی نمی تواند بوجود بیاید و یا از بین برود اما می تواند از یک حالت به حالت دیگر تبدیل شود. به عبارت دیگر مجموع انرژی در یک سیستم همواره ثابت باقی می ماند. کل انرژی یک مایع در حال حرکت شامل انرژی پتانسیل، انرژی جنبشی و انرژی درونی می باشد.

انرژی پتانسیل:

منظور از انرژی پتانسیل همان انرژی ذخیره شده در یک سیستم ناشی از نیروی جاذبه زمین می باشد. اگر یک جسم سنگین مانند سنگ ساختمان از سطح زمین به سمت بالا کشیده شود، انرژی مورد نیاز برای بالا کشیدن سنگ در آن ذخیره می شود که این انرژی همان انرژی پتانسیل است. انرژی پتانسیل ذخیره شده در سنگ تازمانی که سنگ در همان شرایط باقی بماند ثابت خواهد بود. انرژی پتانسیل را می توان از طریق رابطه ریاضی ذیل بدست آورد:

(2-7)                                                                                 PE=Z×g

که در این رابطه:

Z: ارتفاع جسم تا خط مبنا

G: شتاب جاذبه زمین می باشد.

انرژی جنبشی (KE):

منظور از انرژی جنبشی همان انرژی صرف شده توسط سیستم به واسطه حرکتش می باشد و از طریق رابطه ذیل می توان آن را تعیین نمود:

(2-8)

که در این رابطه:

W: وزن سیستم مورد نظر

G: شتاب جاذبه زمین

V: سرعت حرکت سیستم می باشد.

برای مثال اگر جسمی با جرم 1 کیلوگرم با سرعت (m/s) در حال حرکت باشد. انرژی جنبشی ایجاد شده در جسم را می توان از طریق رابطه ذیل تعیین نمود:

این انرژی تا زمانی که جسم با سرعت ثابت در حرکت است به صورت ذخیره شده باقی خواهد ماند. زمانی که که سرعت صفر است، انرژی جنبشی نیز صفر خواهد بود.

انرژی درونی:

مولکول ها دارای جرم هستند و همچنین آنها دارای حرکت انتقالی و دورانی می باشند که این موضوع در مایعات به خوبی گازها قابل بیان است. به دلیل داشتن جرم و حرکت، مولکول ها مقدار زیادی انرژی جنبشی ذخیره شده در خود دارند. از آن جایی که سرعت مولکولی وابسته به تغییرات دماست، هر گونه تغییری در دما منجر به تغییر در انرژی جنبشی مولکولی خواهد شد.

همچنین در حالت جامد جسم مولکول ها توسط نیروی زیادی به سمت یکدیگر جذب می شوند. در حالت گاز کامل این نیروها تمایل به از بین رفتن دارند. در طول فرآیند ذوب شدن یک جسم جامد یا فرآیند تبخیر یک مایع، غلبه بر این نیروها ضروری است. انرژی مورد نیاز برای پدید آوردن این تغییر به عنوان انرژی پتانسیل در مولکول ها ذخیره می شود.

مجموع این انرژی ها، انرژی درونی نامیده می شود که در داخل جسم ذخیره می شود. ما به این انرژی به عنوان انرزی درونی یا انرژی گرمایی اشاره کرده و بوسیله نماد “u” نشان داده می شود.

2-5-5 معادله برنولی ( جریان در هیدرولیک کاربردی (2) )                                                               

معادله مهمی که توسط یک دانشمند سوئیسی در قرن هجدهم یعنی دنیل برنولی بیان شد. به عنوان معادله پرنولی شناخته می شود. این معادله یکی از ابزار ضروری در تجزیه و تحلیل سیستم های هیدرولیکی می باشد. با بکار بردن این اصل در طراحی یک سیستم هیدرولیکی، اندازه گیزی قطعات تشکیل دهنده سیستم مثل پمپ ها، سوپاپ ها و لوله کشی برای عملکرد مناسب و موثر سیستم امکان پذیر می شود.

معادله پرنولی به طور اساسی اصل بقاء انرژی را بیان می کند و اینکه در یک مایعی که بطور مداوم در حال جریان است. مجموع کل انرژی ها یعنی هد سکون، هد فشار و هد سرعت در همه بخش های جریان ثابت می باشد. قانونی که برای یک خط لوله هیدرولیکی بکار رفته است.

 در شکل بالا، جریان سیال را در یک خط لوله هیدرولیکی در بخش 1 در نظر بگیرید که :

W: وزن سیال                                        : ارتفاعی است که سیال در حال جریان است

 : سرعت سیال                                      : فشار بکار رفته توسط سیال

زمانی که این سیال در بخش 2 وارد می شود، فرض می شود که ارتفاع، سرعت و فشار است. طبق اصل پرنولی، کل انرژی سیال در بخش 1 را بر است با کل انرژی سیال در بخش 2.

(2-9)                                

با توجه به اینکه مایعات غیر قابل تراکم در نظر گرفته می شوند چگالی آن در سرتاسر لوله یکسان است. بنابراین معادله برای یک سیال با وزن واحد به رابطه زیر خلاصه می شود.                          

در رابطه فوق همچنین 

Z: هد ارتفاع

p/y: هد فشار

V2/2g: هد سرعت نامیده می شود.

در رابطه فوق با در نظر گرفتن پارامترهای ذیل می توان اصطلاحات بیشتری را به کار برد.

  • مقاومت اصطکاکی برای حرکت در هنگامی که سیال در سر تاسر لوله از بخش 1 به بخش 2 عبور می کند، بخشی از انرژی سیال هدر می رود.

فرض می کنیم، اختلاف سطح انرژی هدر رفته ناشی از اصطکاک در خط لوله باشد.

  • با فرض اینکه یک پمپ و یک موتور بین بخش های 1و2 وجود دارد.

فرض بر این است، به عنوان فشار (هد) پمپ بیانگر انرژی هر واحد وزن از سیال اضافه شده توسط پمپ و به عنوان فشار (هد) موتور بیانگر انرژی هر واحد وزن بکار رفته یا از بین رفته توسط موتور باشد. این موارد به معادله اصلاح شده برنولی منجر می شود که مطابق با رابطه ذیل می باشد:

در مباحث بعدی بحث خواهد شد که چگونه می توان مقدار فشار از دست رفته را ارزیابی کرد. کل فشار از دست رفته در این سیستم می تواند اینگونه طبقه بندی شود:

  • افت های ایجاد شده در لوله هاا
  • افت های ایجاد شده در اتصالات

افت های فشار ناشی از اصطکاک ایجاد شده در لوله ها را می توان با استفاده از معادله دارسی بدست آورد که اینگونه است.                                                                            

که در این رابطه:

f: ضریب اصطکاک دراسی              L: طول لوله                                d: قطر درونی لوله

V: سرعت میانگین سیال                  g: شتاب جاذبه زمین می باشد

از معادله دارسی می توان برای محاسبه افت فشار ناشی از نیروی اططکاک هم برای جریانات آشفته و هم جریانات آرام استفاده نمود. تنها در ارزیابی، ضریب اصطکاک “f” می باشد.

افت های اصطکاکی در جریان آرام ( جریان در هیدرولیک کاربردی (2) )   

در جریان آرام، پارامتر اصطکاک (f) این چنین تعریف می شود:                                                                                                                                                      

                                                                                                          f=   

که Re همان رینولدز می باشد. با جایگزینی مقدار f در رابطه مربوط به hf داریم.

که به آن معادله هاگن پویسیلی گفته می شود.

افت های اصطکاکی در جریان آشفته

بر خلاف حالت جریان آرام، عامل اصطکاک نمی تواند توسط یک فرمول ساده برای جریان آشفته (متلاطم) محاسبه شود. دلیل آن به خاطر این است که حرکت ذرات سیال در جریان متلاطم، تصادفی و نا منظم است. در اینجا عامل اصطکاک نه تنها بسته به عدد رینولدز، بلکه به ناهمواری های نسبی لوله نیز بستگی دارد. این ناهمواری نسبی را می توان از طریق رابطه ذیل تعیین نمود:         

شکل 2-10 ، معنای فیزیکی ناهمواری سطح داخلی لوله E را نشان می دهد که به آن ناهمواری مطلق گویند. ناهمواری مطلق به جنس مواد لوله و روش ساخت آن بستگی دارد. نکته دیگری که باید به آن توجه داشت تغییر در مقدار ناهمواری لوله هاست که در یک دوره زمانی دیوارها تحت تاثیر تراکم قرار دارند.

 

 

جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2) جریان در هیدرولیک کاربردی (2)

جریان در هیدرولیک کاربردی (1)

جریان در هیدرولیک کاربردی (1)

جریان در هیدرولیک کاربردی (1)

 

جریان در هیدرولیک کاربردی (1) :

قانون پاسکال تنها برای مایعاتی است که در حالت سکون یا ایستا قرار دارد. همانطور که قبلاً گفته شد مطالعه این علم درباره مایعات ساکن می باشد که به علم هیدرواستاتیک مربوط است. مطالعه مایعات در حال حرکت در دو بخش هیدروکنتیک (هیدرولیک جنبشی) و هیدرودینامیک بحث می شود.

هیدروکنتیک حرکت ذرات سیال را بدون در نظر گرفتن نیروهایی که سبب ایجاد حرکت می شوند بررسی می شود. سرعت در هر نقطه و در هر زمان از لایه جریان در این شاخه از مکانیک سیالات بررسی می شود. زمانی که سرعت تعیین شود می توان، توزیع فشار و نیروهای وارد بر جریان را تعیین نمود. هیدرودینامیک مطالعه حرکت سیال و نیروهایی است که جریان را بوجود می آورد. حرکت سیال را می توان با دو روش بررسی کرد:

  1. روش لاگرانژی
  2. روش اویلر

در روش لاگرانژی یک ذره از سیال به تنهایی جریان داده می شود و در طول حرکتش پارامترهایی نظیر فشار، چگالی، سرعت، شتاب و غیره تشریح می شود. در روش اویلر چنانچه هر نقطه در فضای اشغال شده توسط سیال مورد نظر گرفته شود، پارامترهایی مثل فشار چگالی، سرعت و شتاب بررسی می شود.

روش اویلر عموماً بیشتر استفاده می شود و تجزیه و تحیل سیستم هیدرولیک با استفاده ازاین روش بهتر است. مطالعه هیچ بدون فهمیدن سه نکته مهم ذیل امکان پذیر نیست. این سه نکته در زیر شرح داده است:

  1. جریان باعث حرکت می شود: به منظور حرکت عملگرها در یک سیستم هیدرولیک می بایست، سیستم توسط جریان تغذیه شود. جک معمولاً جمع می شود و به جریانی نیاز دارد که آن را باز کند. عمل باز و بسته شدن جک توسط سوپاپ کنترل جهت انجام می شود.
  2. میزان جریان دبی سرعت را مشخص می کند: دبی معمولاً بر حسب گالن بر دقیقه اندازه گیری و توسط پمپ تامین شود. سرعت با توجه به تغییرات جریان خروجی پمپ تغییر می کند.
  3. تغییر در حجم جابجایی عملگرها در یک دبی داده شده سرعت عملگرها را تغییر می دهد. زمانی که جک بسته می شود (جمع می شود) ، به خاطر فضایی که توسط میله پیستون اشغال می شود به حجم روغن کمتری جهت جابجایی نیاز دارد. این امر بر میزان سرعت عملگر تاثیر می گذارد، بنابراین سرعت بسته شدن جک با سرعت باز شدن آن متفاوت است (پدیده جریان اختلافی).

2-5-1 معنی جریان ( جریان در هیدرولیک کاربردی (1) )

سرعت جریان در طراحی یک سیستم هیدرولیک بسیار مهم است. زمانی که می گویم سیال در یک لوله در سیستم هیدرولیک به سمت پایین لوله جریان دارد، مفهوم جریان در انتقال آن سه معنی مجزا دارد که عبارتند از:

1.جریان حجمی: مقدار حجم از یک سیال است که از یک نقطه مشخص در واحد زمان عبور می کند.

2.جریان جرمی: مقدار جرمی از یک سیال است که در واحد زمان از یک نقطه مشخص عبور می کند.

3.سرعت جریان: مقداری از سرعت خطی یک سیال است که از یک نقطه مشخص عبور می کند.

2-5-2 انواع جریان سیال

جریان سیال را می توان به انواع ذیل تقسیم بندی نمود:

  • جریان پایدار و ناپایدار
  • جریان های یکنواخت و غیر یکنواخت
  • جریان های آرام و ناآرام
  • جریان های چرخشی و غیر چرخشی

جریان پایدار:

منظور از جریان پایدار حالتی است که در هر نقطه از سیال، یک پارامتر یا کلیه پارامترهای آن که رفتار سیال را تشریح می کند مثل فشار، چگالی، سرعت، دما و غیره با گذشت زمان تغییر کند. جریان ناپایدار به جریانی گفته می شود که خصوصیات آن بر حسب زمان تغییر نماید یا به عبارت دیگر آهنگ جریان عبوری از هر سطح مقطع از لوله ثابت نباشد.

جریان یکنواخت:

به جریانی یکنواخت گفته می شود که سرعت آن تغییرنکند و یا به عبارتی مقدار و جهت آن در هر نقطه از سیال در زمان مربوطه تغییری ننماید. برای نمونه، جریان مایعات تحت فشار در یک لوله طویل با قطر ثابت به عنوان جریان یکنواخت شناخته می شود.

جریان غیر یکنواخت:

منظور از جریان غیر یکنواخت جریانی است که سرعت آن در نقاط مختلف بر حسب زمان تغییر می کند. به عنوان مثال جریان مایعات تحت فشار در یک لوله طویل با قطر متغیر جریان غیر یکنواخت می باشد. تمام جریان های فوق می توانند بصورت مستقل از یکدیگر باشند. پس برای هر سیال یکی ازحالات زیر را در نظر می گیریم:

حالات زیر را در نظر می گیریم:

  1. جریان پایدار یکنواخت
  2. جریان پایدار غیر یکنواخت
  3. جریان ناپایدار یکنواخت
  4. جریان ناپایدار غیر یکنواخت

جریان آرام:

منظور از جریان آرام جریانی است که ذرات سیال آن در لایه های مختلف حرکت می کند. به گونه ای که یک لایه از سیال بر روی لایه مجاور خود می لغزد. ویسکوزیته سیال نقش تعیین کننده ای در ایجاد جریان آرام دارد. الگوی جریان نمایش داده شده توسط یک سیال با ویسکوزیته بالا عموماً رفتار آنها شبیه به جریان آرام است.

جریان ناآرام:

چناچه سرعت جریان از یک مقدار مشخص بیشتر شود جریان نا آرام خواهد شد. حرکت ذرات سیال در جریان ناآرام اتفاقی می باشد و برخورد ذرات سیال به هم سبب ایجاد جریان آشفته و گردابی می شود که نتیجه آن افزایش بیشتر مقاومت در برابر حرکت سیال و به هدر رفتن انرژی در مقایسه با جریان آرام می باشد.

مقاومت اصطکاکی که یک مایع در حال حرکت در یک لوله با آن مواجه می شود با سرعت سیال متناسب است. اگر چه زمانی که جریان آشفته می شود مقاومت اصطکاکی ایجاد شده با مربع سرعت جریان سیال متناسب است.

در جریان آرام                                                                              f ∞ v

در جریان ناآرام                                                                          f ∞ v2

که در این رابطه:

f: مقاومت در برابر جریان سیال

d: ویسکوزیته سیال

بدلیل افت انرژی زیاد در جریان های گردابی معمولاً این جریان در سیستم های هیدرولیک کاربردی ندارد.

برخی از عوامل ایجاد جریان ناآرام در سیستم های هیدرولیک شامل موارد ذیل می باشد:

  1. ناهمواری اوله ها
  2. ایجاد مانع دربرابر جریان
  3. میزان انحناء و خمیدگی در لوله ها
  4. افزایش تعداد انحنا و خم و پیچ لوله ها.

عدد رینولدر:

در سیستم هیدرولیک، این عدد معیاری است برای تشخیص اینکه جریان درون لوله آرام یا ناآرام است و همچنین عامل تعیین کننده ای است جهت تبدیل شرایط جریان از حالت آرام به ناآرام. اهمیت عدد رینولدز در چنین شرایطی نمایان می گردد. آزمایشاتی که توسط آزبرن رینولذر (osbom Reynolds) در این باره صورت گرفت منجر به نتایج مهمی گردید که از طریق آن می توان ماهیت جریان را مشخص نمود.

عدد رینولدز را می توان از طریق رابطه ذیل تعیین نمود:

(2-3)                                         

که در این رابطه:

V: سرعت جریان

D: قطر لوله

V: ویسکوزیته سینماتیک سیال

عدد رینولدز یک نسبت خالص است، بنابراین بدون بعد می باشد. 

اگر عدد رینولدز (Re) کمتر از 2000 باشد، جریان آرام، اگر رینولدز (Re) بزرگتر از 4000 باشد، به آن جریان آشفته گفته می شود. اما اگر عدد رینولدز بین 2000 و 4000 باشد، جریان حالت بحرانی دارد و بین جریان آرام و جریان نا آرام متغیر است و عملاً غیر ممکن است که بتوان در این محدوده نوع جریان را پیش بینی کرد. اما چانچه عدد رینولدز در این محدوده باشد معمولاً جریان آشفته یا گردابی فرض می شود.

همانطور که قبلاً گفته شد افت انرژی توسط جریان آشفته بالا می باشدبه همین خاطر در طراحی سیستم های هیدرولیک جریان ارام در نظر گرفته می شود و جریان آشفته کاربردی ندارد. افت انرژی زیاد در سیستم یکی از پیامد های جریان گردابی است که سبب افزایش درجه حرارت سیال در سیسستم می شود. با افزایش جزئی در قطر لوله به منظور فراهم نمودن جریان آرام تا اندازه زیادی می توان این عامل را کاهش داد.

جریان گردابی

منظور از جریان گردابی جریانی است که ذرات سیال در جهت جریان، حول خودشان بچرخد.

جریان غیر گردابی

چنانچه ذرات سیال همانند الگوی جریان آرام حول محور خود دورانی نداشته باشد به آن جریان غیر گردابی گفته می شود.

 

 

جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1) جریان در هیدرولیک کاربردی (1)

فشار در هیدرولیک ها

فشار در هیدرولیک ها

فشار در هیدرولیک ها :

  • بخش های مختلف و اجزاء مورد استفاده در سیستم های هیدرولیک را تحلیل کند.
  • با قانون پاسکال و کاربرد های مختلف آن آشنا شود.
  • به اهمیت جریان و فشار در سیستم های هیدرولیک پی ببرد.

2-2 فشار

فشار به همراه جریان یکی از پارامترهای کلیدی برای مطالعه هیدرولیک به شمار می رود. فشار در یک سیستم هیدرولیکی از مقاومت جریان بوجود می آید. این موضوع از شکل (1-2) قابل فهم است.

مطابق با شکل، جریان ارسالی از یک پمپ هیدرولیکی را در نظر بگیرید. در اینجا پمپ تنها جریان ایجاد می کند و فشار تولید نمی کند. با این حال هیچ محدودیتی در جریان پمپ و در نتیجه ایجاد فشار وجود ندارد. این محدودیت یا مقاومت در مسیر جریان به طور معمول باعث وارد شدن بار اجباری بر عملگرها می شود. هادی ها و اجزاء مختلف سیستم هیدرولیکی مانند لوله ها و زانویی ها به عنوان نقاط مقاومت و تولید کننده فشار در سیستم عمل می کند .

 


همچنین بخوانید : ابزارهای تبديل واحد اندازه‌ گيری گاز


فشار (p) به عنوان نیروی عمود (f) وارد بر واحد سطح (A) تعریف می شود و از طریق رابطه ذیل قابل تعیین است:

واحد فشار در سیستم SI، n/m2 می باشد که یک نیوتن بر متر مربع به عنوان پاسکال شناخته می شود. واحد دیگری برای بیان فشار استفاده می شود بار است که 1bar=105paمی باشد. در سیستم انگلیسی us واحد دیگری که برای اندازه گیری فشار استفاده می شود واحد پوند بر اینچ مربع می باشد که 1psi= 0.0703 kg/ cm2

فشار در سیالات

سیالات از مولکول هایی که حرکت تصادفی پیوسته دارند تشکیل شده اند. این مولکول ها در سرتاسرسیال حرکت کرده و با یکدیگر و همچنین با دیواره ظرف بر خورد می کنند، در نتیجه هنگام بر خورد جهت مولکول ها تغییر می کنند. حال سطحی را در نظر می گیریم که سیال با تعداد زیادی از مولکول ها به آن برخورد می کند.

این برخورد باعث انتقال ضربه از مولکول ها به سطح درون سیال می شود؛ تغییر در انتقال ضربه بوسیله مولکول ها و بر روی سطح باعث ایجاد نیرو بر روی آن می شود. نیروی عمودی که بوسیله سیال بر واحد سطح اعمال می شود به عنوان فشا سیال شناخته  می شود.

 


همچنین بخوانید : قطعات دیزل ژنراتور


فشار در یک نقطه در داخل سیال 

فشار در هر نقطه از سیال ساکن از قانون هیرواستاتیک پیروی می کند مطابق با آن، آهنگ افزایش فشار در راستای عمود و به سمت پائین می بایست با وزن مخصوص سیال در آن نقطه معادل باشد. ارتفاع عمودی تا سطح آزاد بالای هر نقطه در یک سیال ساکن به عنوان فشار (راس) شناخته می شود بنابراین فشار (فشار راس) در هر نقطه از سیال بوسیله معادله زیر بدست می آید:

P=p.g.h

که در این رابطه:      P:چگالی سیال         H:ارتفاع سیال                g:شتاب ثقل

فشار اتمسفری، مطلق، گیج (مانومتری) و خلاء

فشار اتمسفری ( فشار در هیدرولیک ها )

کره زمین توسط پوششی از هوا به نام اتمسفر (جو) احاطه شده است که از سطح زمین به طرف بالا ادامه پیدا کرده است. هوا دارای جرم است و به علت تاثیر نیروی ثقل، نیرویی به نام وزن بر اجسام اعمال می کند.نیرویی وارده در واحد سطح، فشار نامیده می شود. این فشار که بر سطح زمین اعمال می شود به عنوان فشار اتمسفری شناخته می شود.

 


همچنین بخوانید : ابزارهای تبديل واحد اندازه‌ گيری گاز


با نگاهي ساده به اين تاريخچه متوجه م

فشار گیج (مانومتری)

اکثر وسایل اندازه گیری فشار، اختلاف بین فشار یک سیال و فشار جوی را اندازه گیری می کنند. این اختلاف همان فشار مانومتری است.

فشار مطلق

فشار مطلق حاصل جمع فشار مانومتری و فشارجوی است.

خلاء

اگر فشار کمتر از فشار اتمسفری باشد، فشار مانومتری منفی می شود و هنگامی که فشار مطلق صفر است عبارت خلاء به کار برده می شود( به این معنی که ، هیچ گونه هوایی وجود ندارد).

در شکل (2-2)pa، فشار اتمسفری و pgage فشار مانومتری و pab فشار مطلق pvacum فشار خلاء می باشد.

تاثیر فشار برنقطه جوش

نقطه جوش یک مایع با افزایش فشار بالا می رود و بلعکس با کاهش فشار پایین می آید. بنابراین اگر فشار اتمسفری بیشتر از vpsi/14 یا 3/101 کیلو پاسکال شود، آب در دمایی بالاتر از 100 درجه سانتی گراد (212 درجه فارنهایت) به جوش می آید. به طور مشابه اگر فشار پایین تر از vpsi/7/14 یا3/101 کیلو پاسکال باشد، آب در دمایی پایین تر به جوش خواهد آمد

در نقطه جوش، فشار بخارسطح مایع با فشار اتمسفر بیرونی برابر می باشد. بنابراین اگر فشار اتمسفر بیرونی افزایش یابد، مایع باید در دمای بالاتری بجوشد تا بتواند فشار بخاری برابر با فشار بیرونی به وجود آورد. در ارتفاعات بالاتر ، فشار جوی کم است، از این رو در دمایی کمتر از 100درجه سانتی گراد (212 درجه فارنهایت) به جوش می آید. این مسئله پختن غذا را مشکل می سازد.

نکته مهمی که باید اشاره شود این است که اضافه شدن نا خالصی هایی به مایع می تواند نقطه جوش آن را افزایش دهد.

 

 


همچنین بخوانید : کمپرسور چیست؟ و معرفی انواع آن


اندازه گیری فشار

رفتار سیال می تواند با اندازه گیری دو پارامتر شاخص سیستم یعنی جریان و فشار استنباط شود. برای  اندازه گیری جریان، یک مبدل جریان یا جریان سنج می بایست به طور ثابت و مستقیم در مسیر حرکت سیال مستقر شود. در صورتی که برای اندازه گیری فشار، فشار سنج ها می توانند آزادانه از طریق اتصالات بر روی لوله ها نصب شوند، به عبارت دیگر از طریق کنترل از راه دور و بطور غیر مستقیم با مسیر اصلی جریان می توان میزان فشار را اندازه گیری نمود.

در سیستم های پنوماتیکی و هیدرولیکی ابزار اندازه گیری فشار مختلف است. به عنوان مثال یکی از این فشار سنج ها که برای اندازه گیری فشار استفاده می شود، فشار سنج بوردون است.  فشار سنج با لوله بوردون شامل یک لوله خمیده به شکل «c» می باشد که از یک طرف بسته است و از دهانه ورودی لوله، سیال تحت فشار وارد می شود. با افزایش فشار در لوله خمیده، با توجه به اختلاف سطح تحت فشار، لوله تمایل دارد باز شده و به صورت مستقیم در آید.

زمانی که به لوله فشار اعمال می شود، گرایشی به کشیدگی در انتهای آزاد آن ایجاد می شود که به سمت راست حرکت می کند. برای مقادیر فشار کم یک لوله مارپیچ برای افزایش حساسیت استفاده شده است حرکت لوله c شکل از طریق اتصال مکانیکی به عقربه فشار سنج انتقال می یابد. ساختمان یک فشار سنج با لوله بوردن ساده در شکل (2-3a) نشان داده شده است.

چنانچه در قسمت خروجی نیاز به یک سیگنال الکتریکی باشد می توان بجای اتصال مکانیکی از پتاسیومتر استفاده نمود که در تصویر (2-3b) نشان داده شده است.

 


همچنین بخوانید : سنسور فشار چیست؟


سیستم های پتوماتیک و هیدرولیک بدلیل وجود بارهای شتاب دهنده و بازدارنده تحت تاثیر نوسانات زیاد فشار قرار دارند. این پارامترها می توانند گمراه کننده باشند به خصوص نسبت به مقدار واقعی اندازه گیری شده و همچنین در نهایت سبب وارد آمدن خسارت به فشارسنج می شود. برای جلوگیری از این مورد، یک کمک فنر تعبیه شده است تا با جذب ارتعاشات ناشی از نوسانات فشار، واکنش حسگر فشار را تعدیل کند.

این کمک فنر در شکل (2-3c) نشان داده شده است. مبدل های فشاری بوردن قوی و مستحکم هستند ولی در عین حال وسایل کم دقتی می باشند. برای دقت بیشتر در اندازه گیری فشار، مبدل بر پایه اصول تعادل نیروی وارده که در تصویر (2-4) نشان داده شده است به کار برده می شوند.

این دستگاه یک مبدل فشار تفاضلی است که شامل یک دهانه ورودی کم فشار (LP) در سمت چپ برای ورود هوا و یک دهانه ورودی پر فشار (HP) که به سیستم وصل است می باشد. تفاوت بین مقادیر این دو دهانه (HP-LP) به شکل یک سیگنال در قسمت خروجی آشکار می شود که فشار مانومتری را نشان می دهد. هنگامی که فشار در سیستم زیاد می شود، دیافراگم حساس به فشار به سمت چپ منحرف می شود.

این حرکت توسط مبدل تشخیص داده شده و توسط یک تقویت کننده منجر به افزایش جریان برق سیم پیچ خواهد شد. این جریان میان مبدل که با اختلاف فشار متناسب است. به عنوان نیرویی از حالت تعادل سیم پیچ است که دقیقاً نیروی ناشی از اختلاف فشار بین HP و LP را تنظیم می کند. فشار به شکل یا اندازه محفظه بستگی ندارد.

 

قانون پاسکال

این اصل مهم که سیالات چگونه نیرو را منتقل می کنند با استفاده از قانون پاسکال بیان می شود. طبق این قانون فشار وارده بر یک سیال، درون سیال و در همه جهات منتشر می شود. این قانون رابطه بین نیرو، فشار و مساحت را بیان می کند که از طریق رابطه ریاضی ذیل تعیین می شود:

نیرو = حاصلضرب مساحت در فشار F=P×A                                                                 

فشار= نسبت نیرو تقسیم بر مساحت P=F/A   

                                                             

بنابر قانون پاسکال فشار در تمام جهات نیز برابر است و به صورت عمودی بر جداره های ظرف حاوی سیال وارد می شود. قانون پاسکال را می توان با استفاده از مثال زیر توضیح داد.

یک بطری پر از مایعی را در نظر بگیرید که یک نیروی 4 کیلوگرمی از طریق پیستون فوقانی بر آن وارد می شود. سطح این پیستون 3 سانتی متر مربع می باشد. فرض می کنیم که مساحت ته بطری 60 سانتی متر مربع است.

چنانچه پیستون با یک نیروی 4 کیلو گرمی وارد دهانه بطری شود فشاری که بر سطح مایع داخل بطری توسط این پیستون ایجاد می شود برابر است با:

این فشار بدون هیچ کاهشی به چهار طرف بطری منتقل می شود. مساحت ته بطری 60 سانتی متر مربع می باشد. با توجه به فشار وارد بر سطح بطری نیروی وارد بر ته بطری برابر است با:     

f=p×A=1.34×60=80.4kgf

 


همچنین بخوانید : کارایی برد کنترل دیجیتال الکترونیکون در کمپرسور


 

این نیرو قادر است اکثر بطری ها را بشکند. این مثال نشان می دهد که اگر یک بطری شیشه ای پر از مایع توسط پیستونی از دهانه آن تحت تاثیر نیرو قرار بگیرد خواهد شکست. همچنین این حقیقت اثبات شده است که فشار بستگی به شکل و اندازه ظرف ندارد. عملاً چهار کیلوگرم فشار اضافی در بالای ظرف که مساحت آن 3 سانتی متر مربع است وجود دارد.

کاربرد قانون پاسکال

در این بخش، به دو کاربرد اساسی قانون پاسکال، جک هیدرولیک و هوای وارده به تقویت کننده فشار (بوستر) هیدرولیک پرداخته می شود.

 

جک هیدرولیک

با توجه به این سیستم از یک پمپ دستی پیستونی برای دادن توان به یک جک یک طرفه هیدرولیکی استفاده شده است. یک نیروی دستی در نقطه A از دسته ABC وارد می شود که حول نقطه C دوران می کند. میله پیستون مربوط به پمپ دستی در نقطهB  به دسته ورودی متصل شده است. پمپ دستی دارای یک جک است که حرکت رفت و برگشتی مورد نیاز توسط ان تامین می شود.

هنگامی که دسته پیستون کشیده می شود پیستون به سمت بالا می رود که در نتیجه یک فضای خالی در قسمت زیرین آن بوجود می آید. در نتیجه این عمل، فشار اتمسفر به سطح روغن فشار می آورد و باعث می شود روغن از مخزن خارج و از طریق سوپاپ یکطرفه یک در داخل مدار جریان یابد. به این مرحله، مرحله مکش می گویند.

وقتی دسته پایین می رود روغن از پمپ دستی خارج شده و از طریق سوپاپ یکطرفه دو جریان می یابد. در این هنگام روغن به ته جک وارد شده است. ساختار جک شبیه به پمپ دستی می باشد. وقتی روغن از پمپ خارج می شود در زیر پیستون فشار ایجاد می کند. از قانون پاسکال این گونه استنباط می شود که فشار وارد بر پیستون تحت بار با فشار ایجاد شده در زیر پیستون پمپ معادل است.

بنابراین هر بار که دسته به سمت بالا و پایین می رود حجم مشخصی از روغن از پمپ به بیرون جریان می یابد تا جک تحت بار را به اندازه دلخواه و بر خلاف مقاومت نیروی وزنه بلند کند. سوپاپ تخلیه یک سوپاپ دستی است و هنگامی که باز می شود با تخلیه روغن از زیر جک تحت بار به مخزن، وزنه به سمت پایین بر می گردد. عملکرد این جک شبیه ب یک جک یکطرفه است چرا که توان هیدرولیکی مورد نیاز تنها در یک جهت تامین می شود.

 


همچنین بخوانید : آشنایی با قطعات جانبی کمپرسور


تقویت کننده فشار هیدرولیکی یکطرفه دستی

تقویت کننده فشار هیدرولیکی با استفاده از نیروی هوا قطعه ای است که به منظور تبدیل کار انجام شده توسط نیروی هوای ورودی به فشار هیدرولیکی زیاد استفاده می شود. از این فشار برای راه اندازی جک هایی که به حجم متوسطی از روغن با فشار زیاد نیاز دارند استفاده می شود.

این قطعه شامل یک جک هوایی با قطر زیاد است که یک جک هیدرولیکی با قطر کوچک را به حرکت در می آورد. هر کار گاه مجهز به خطوط لوله هوا به راحتی می تواند توان هیدرویکی مورد نیاز خود را از یک تقویت کننده فشار هیدرولیکی که به خطوط لوله هوا متصل می شود بدست آورد.

شکل (2-7b) نمونه ای از کاربرد این تقویت کننده هیدرولیک را نشان می دهد. تقویت کننده ای که در این شکل دیده می شود به منظور تامین فشار بالای روغن مورد نیاز یک جک هیدرولیک استفاده شده است. کاربرد این جک هیدرولیک بالا بردن یک قطعه کار تا میز ماشین ابزار می باشد.

مادامی که کارگاه در فشار psi100 بکار می افتد جهت نگهداری قطعه کار برای عملیات ماشین کاری، گیره پنوماتیکی نیاز به جک نسبتا بزرگی دارد.

فرض کنیم سطح پیستون هوایی 10 اینچ مربع و در معرض فشاری به اندازه psi100 قرار گرفته است. در این حال نیرو وارد بر پیستون جک هیدرولیکی 100 پوند می باشد. بنابراین اگر سطح پیستون هیدرولیکی 10 اینچ مربع باشد، فشار هیدرولیکی روغن psi100 خواهد بود.

بر طبق قانون پاسکال این مقدار فشار، فشار روغنی معادل psi100 در سیلندر هیدرولیکی کوچک نصب شده روی میز ماشین ابزار ایجاد می کند. نسبت فشار تقویت کننده را می توان از طریق رابطه زیر تعیین نمود.

 

نقش سیال هیدرولیکی (2)

نقش سیال هیدرولیکی (2)

نقش سیال هیدرولیکی (2)

 

نقش سیال هیدرولیکی (2) :

1-4-14 توان

سرعت انجام کار یا به عبارت دیگر کار انجام شده در واحد زمان را توان گویند. اگر کل کار انجام شده در زمان t،w باشد بنابراین:

این رابطه را می توان اینگونه نوشت:

فاصله × نیرو = کارانجام شده

با توجه به اینکه:

زمان / مسافت پیموده شده = سرعت

سرعت متوسط × نیرو = توان خطی

P=f×V

اگر جسم 100 کیلوگرمی در طی 2 ثانیه به اندازه 2 متر جابجا شود، 100 واحد توان ایجاد می شود. واحد توان معمولاً بر حسب کیلو وات یا اسب بخار می باشد. در سیستم SI واحد توان ژول بر ثانیه (j/s) یا وات (w) می باشد. اگر مقدار کار انجام شده یک ژول در یک ثانیه باشد، پس توان یک وات خواهد شد:

واحدهای بزرگتر توان کیلو وات (kw) و مگا وات (mw) می باشد.

1kw=1000w

1mw=1000000w

واحد رایج برای توان که اغلب در مهندسی مکانیک استفاده می شود، اسب بخار است.

اسب بخار ( نقش سیال هیدرولیکی (2) )

یک اسب بخار توان یک اسب یا مقیاسی است که در آن یک اسب تنها می تواند کار کند. زمانی که توان یک موتور با عنوان 30 اسب بخار مشخص می شود، به این معنی است که موتور می تواند کار 30 اسب را انجام دهد. یک اسب معادل با توانایی بلند کردن جسمی به جرم 90 کیلوگرم و قدم زدن به مسافت 50 متر در یک دقیقه می باشد.

Kgfm4500=90×50 = کارانجام شده بوسیله اسب

Kgfm/min4500 = زمان/ کارانجام شده= توان

Kgfm/s75=60/4500 = یک اسب بخار

W746 = یک اسب بخار

قبلاً ذکر شد که انرژی بر حسب واحد بزرگتری که کیلووات ساعت نامیده می شود بیان می شود. (kwh)

1kwh=1kw×1h=1000j/s×60×60s=3.6×106 j

1kwh= 3.6×106  j

1wh= 3.6×103  j

1-4-15 مدول حجمی : می توان تولیدی بالا نسبت به وزن و همچنین عدم تراکم پذیری دو خصوصیتی است که سیستم های هیدرولیک را در مقایسه با سیستم های دیگر متمایز می کند. عدم تراکم پذیری سیستم هیدرولیک مستقیماً به غیر قابل تراکم بودن روغن مربوط می شود. مدول حجمی مقیاسی است از این عدم تراکم پذیری. هرچه این مدول بیشتر باشد عدم تراکم پذیری سیال نیز بیشتر خواهد شد. مدول حجمی را می توان از طریق رابطه ذیل محاسبه نمود.

(1-12)

که در این رابطه:

V: حجم اولیه

P: تغییرات فشار

V: تغییرات حجم می باشد

1-4-16 ویسکوزیته و شاخص ویسکوزیته

غلظت یا ویسکوزیته مهمترین ویژگی سیال هیررولیکی است و مقیاسی برای کم تحرک بودن سیال هنگام جاری شدن می باشد یا به عبارت دیگر منظور از ویسکوزیته مقاومت سیال در برابر جاری شدن است. هرچه سیال غلیظ تر باشد ویسکوزیته بالاتری داشته و به همین دلیل مقاومت بیشتری در برابر جاری شدن دارد.

ویسکوزیته با توجه به میزان مقاومت سیال در برابر آهنگ تغییر شکل ایجاد شده در آن اندازه گیری می شود. تغییرات درجه حرارت عاملی است که می تواند بر روی خصوصیات ویسکوزیته تاثیر بگذارد. افزایش درجه حرارت سیال هیدرولیک منجر به کاهش ویسکوزیته و مقاومت آن در برابر جاری شدن می شود. ویسکوزیته بالای سیال سبب می شود که: مقاومت سیال هنگام جریان یافتن بالا رفته و عملکرد آن کند شود.

  • اتلاف توان بدلیل غلبه بر نیروهای اصطکاک ایجاد شده بیشتر شود.
  • فشار سیستم به دلیل وجود سوپاپ ها و لوله ها افزایش یابد.
  • افزایش نیرو اصطکاک ایجاد شده سبب افزایش درجه حرارت در سیستم می شود. چنانچه ویسکوزیته پایین باشد.
  • افزایش میزان نشتی سیال از طریق آب بندها می شود.
  • فرسودگی و پارگی مفرط قطعات در حال حرکت را به دنبال خواهدشد.
  • ویسکوزیته را می توان به دو دسته ذیل تقسیم بندی نمود:
  • ویسکوزیته مطلق
  • ویسکوزیته سینماتیک

نقش سیال هیدرولیکی (2)

ویسکوزیته مطلق به ویسکوزیته دینامیکی نیز معروف است. ویسکوزیته دینامیکی را می توان به خوبی با بررسی رفتار یک لایه نازک مایع بین دو سطح موازی درک کرد. یکی از سطوح با سرعت مشخص نسبت به سطح دیگر جابجامی شود. لایه ای از مایع، فضای بین دو سطح را پر کرده و در این وضعیت لایه نازکی از مایع به هر یک از سطوح بالایی و پایین می چسبد.

لایه های مایع به دلیل وجود خاصیت جذب مولکولی، در برابر برش ناشی از تغییر سرعت در لایه ها مقاومت می کنند. این مقاومت مایع همان ویسکوزیته می باشد که بر حسب واحد پویز اندازه گیری می شود. واحد دیگری که برای ویسکوزیته دینامیکی استفاده می شود سانتی پویز است که برابر با یکصدم پویز می باشد.

در سیستم های هیدرولیک کاربرد ویسکوزیته سینماتیک نسبت به ویسکوزیته دینامیک بیشتر است. ویسکوزیته سینماتیک مقیاسی است از زمان مورد نیاز برای تخلیه مقدار ثابتی از روغن تحت تاثیر وزنش از دهانه لوله ای با قطر مشخص، ویسکوزیته سینماتیک را می توان از طریق تقسیم کردن ویسکوزیته دینامیک بر چگالی مایع بدست آورد. به عبارتی رابطه ریاضی ویسکوزیته سینماتیک می باشد.

معمولاً در بیان ویسکوزیته سینماتیک از واحد سانتی استوک استفاده می شود که معادل یکصدم استوک است. در صنعت برای تعیین ویسکوزیته یک سیال از دستگاه غلظت سنج سیبولت (saybolt) استفاده می شود. این وسیله شامل یک مخزن داخلی است که روغن مورد نیاز جهت انجام آزمایش در آن قرار می گیرد.

محفظه بیرونی نیز دربر گیرنده محفظه درونی است و شامل مقداری روغن می باشد که حرارت آن به وسیله ترموستات کنترل می شود. در قسمت مرکزی پایین مخزن روزنه استانداردی قرار گرفته است. در این ماشین برای تعیین ویسکوزیته، مدت زمان تخلیه 60cm3 سیال از سوراخ استاندارد اندازه گیری می شود. چنانچه مدت زمان تخلیه روغن بر حسب ثانیه t باشد.

ویسکوزیته بدست آمده با این روش برحسب واحد سیبولت یونیورسال ثانیه (sus) لازم به ذکر است ویسکوزته sus برای سیال با غلظت زیاد نسبت به سیال با غلظت کمتر بیشتر است چون که به آهستگی جریان می یابد.

 

که در این رابطه:

U، ویسکوزیته سینماتیک بر حسب سانتی استوک و t، زمان مورد نیاز برای تخلیه روغن می باشد.

شاخص ویسکوزیته ( نقش سیال هیدرولیکی (2) )

شاخص ویسکوزیته معیاری است که میزان تغییرات غلظت روغن را با توجه به تغییرات درجه حرارت نشان می دهد. مسلم است هر چه این تغییرات کمتر باشد روغن از کیفیت مطلوبتری برخوردار است. چنانچه شاخص ویسکوزیته کم باشد نشان می دهد تغییرات غلظت روغن نسبت به تغییرات درجه حرارت بزرگتر است. در حالی که شاخص ویسکوزیته بالا بیانگر نسبت تغییرات کم غلظت روغن نسبت به تغییرات درجه حرارت می باشد.

که در این رابطه:

U: ویسکوزیته بر حسب sus که شاخص ویسکوزیته آن در دمای 37/8 درجه سانتی گراد یا 100 درجه فارنهایت اندازه گیری شده است.

L: ویسکوزیته بر حسب susاز روغنی که شاخص ویسکوزیته صفر ان در دمای (100fo) 37/8co می باشد.

H: ویسکوزیته بر حسب sus از روغنی با شاخص ویسکوزیته 100 در دمای (100fo) 37/8co

1-4-17 گرما ( نقش سیال هیدرولیکی (2) )

این پارامتر یکی از ویژگی های مهم است که با سیال هیدرولیک همراه است. بنابر قانون بقای انرژی، علیرغم این که گرما سبب ایجاد تغییر در شکل ظاهری می شود اما آن نه از بین می رود. نه بوجود می آید. انرژی استفاده نشده در سیستم هیدرولیک بصورت گرما ظاهر می شود. به عنوان مثال اگر سیال از طریق یک سوپاپ اطمینان بایک فشار استاندارد تعریف شده جریان یابد مقدار انرژی که به گرما تبدیل می شود به راحتی قابل محاسبه است.

1-4-18 گشتاور ( نقش سیال هیدرولیکی (2) )

«گشتاور» که نیروی چرخشی نیز خوانده می شود با واحدهای kg.m یا در واحد انگلیسی foot.Pound اندازه گیری می شود. مطابق شکل (1-9) نیروی kg 10 می کند. از این اصل در موتورهای هیدرولیکی جهت تولید گشتاور استفاده می شود. مقدار گشتاور خروجی از هیدروموتورها به اندازه فشار ورودی بستگی دارد. با گشتار یا نیروی چرخشی ایجاد شده در موتور هیدرولیکی، کار تولید می شود. خصوصیات یک موتور هیدرولیکی بر حسب تعداد دور آن در یک ظرفیت گشتاوری داده شده، انرژی مفید یا توان مورد نیاز را مشخص می کند.

1-4-19 روان کاری ( نقش سیال هیدرولیکی (2) )

سیال هیدرولیکی می بایست از خصوصیات روانکاری خوبی به منظور جلوگیری از فرسایش و ساییدگی قطعات دوار که با هم در تماس هستند برخوردار باشد. معمولاً با استفاده از سیالی با ویسکوزیته مناسب که تمایل به تشکیل فیلم روانسازی در میان قطعات در حال حرکت دارد از تماس مستقیم فلز با فلز اجزای هیدرولیکی جلوگیری می شود(1-10).

بیشترین آسیب در اجزای سیستم هیدرولیکی بدلیل عدم روغن کاری کافی است که سبب خرابی قطعاتی چون پمپ های تیغه ای، سوپاپ های قرقره ای، آببندی و یاتاقان ها می شود.

ساییدگی و فرسایش همان برداشته شدن مواد و ذرات سطحی به دلیل ایجاد نیروی اصطکاک بین دو سطح تماس می باشد. نیروی اصطکاک متناسب با نیروی عمودی که موجب فشار دو سطح بر یکدیگر و همچنین یک ضریب ثابت تحت عنوان ضریب اصطکاک یا (cf) lمی باشد.

 

 

نقش سیال هیدرولیکی (2) نقش سیال هیدرولیکی (2) نقش سیال هیدرولیکی (2) نقش سیال هیدرولیکی (2) نقش سیال هیدرولیکی (2) نقش سیال هیدرولیکی (2) نقش سیال هیدرولیکی (2)

نقش سیال هیدرولیکی (2)

نقش سیال هیدرولیکی (1)

نقش سیال هیدرولیکی (1)

 

نقش سیال هیدرولیکی (1) :

بطور کلی یک سیال هیدرولیکی چهار نقش عمده دارد:


  1. انتقال نیرو با رادمان بالا: ویژگی تراکم ناپذیر بودن سیال عامل اصلی انتقال توان از قسمت ورودی به قسمت خروجی می باشد.
  2. روغن کاری قطعات متحرک: خاصیت روان کاری سیال میزان اصطکاک و فرسایش را به حداقل می رساند.
  3. آب بندی لقی بین قطعات متصل به هم: سیال بین پیستون و دیواره به عنوان یک بند عمل می کند
  4. انتقال حرارت تولیدی در سیستم به خارج از سیستم: کاهش گرمای تولیدی در سیستم به واسطه ویژگی انتقال حرارت سیال هیدرولیک می باشد ( شکل 1-4) یکی از ویژگی های اصلی سیالات هیدرولیکی قابلیت انتقال حرارت تولیدی به خارج از سیستم های هیدرولیکی می باشد.

برای اینکه سیال هیدرولیکی بتواند به درستی این نقش های مهم را ایفا کند، داشتن مشخصه های زیر کاملا ضروری می باشند.

  • روغنکاری خوب
  • غلظت مناسب
  • پایداری خواص فیزیکی و شیمیایی
  • مدول حجمی بزرگ
  • مقاومت در مقابل آتش
  • توانایی انتقال گرما
  • چگالی مناسب
  • مقاومت در مقابل کف کردن
  • عدم ایجاد مسمومیت
  • خاصیت فراریت کم

آخرین و مهمترین مطلب اینکه، سیال انتخاب شده باید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و در عین حال در دسترس باشد. کاملا مشخص است برای درک بهتر ویژگی های مطلوب یک سیال هیدرولیک، ابتدا لازم است با مفاهیم اصلی آن آشنا شویم.

1-4-1 سیالات در نقش سیال هیدرولیکی (1)

مایع به عنوان یک سیال است که دارای جرم ثابت و حجم مشخصی می باشد، اما شکل آن بستگی به شکل ظرفی دارد که در آن قرار می گیرد. به عبارتی حجم آبی که در داخل ظرف قرار می گیرد متناسب شکل ظرفی دارد که در آن قرار می گیرد.

به عبارتی حجم آبی که در داخل گیرد متناسب است با حجم آن قسمت از ظرف که پر از مایع می شود، بنابراین فرض می شود که شکل مایع یکسان است. برای مثال اگر آب در یک ظرف ریخته شود و حجم آب برای پر کردن ظرف کافی نباشد. سپس یک سطح آزاد همانطور که در شکل (1-5) نشان داده شده است شکل خواهد گرفت.

مایعات علیرغم گازها تراکم پذیر نیستند به همین دلیل است که حجم آنها در اثر فشار تغییر نمی کند. البته باید در نظر داشت که این موضوع کاملاً قطعی نیست، در واقع مایعات کاملاً غیر قابل تراکم نیستند. به عبارتی در اثر فشار وارد بر آنها، مایعات دچار تغییر حجم می شوند هر چند که این تغییرات بسیار اندک هستند و در شرایط ایده آل از این تغییرات صرف نظر می شود.

گازها نمونه دیگری از سیلات هستند که قابلیت تراکم پذیری بالایی دارند و علیرغم مایعات که برای یک جرم ثابت حجم مشخصی دارند گازها دارای حجم متغیری هستند. با افزایش فشار وارد بر گازها، از حجم آنها کاسته می شود و بالعکس با کاهش فشار حجم آنها افزایش خواهد یافت. هوا گازی است که معمولا در سیستم های پنوماتیک استفاده می شود، زیرا ارزان و به آسانی دردسترس است. البته باید توجه داشت در بعضی موارد از گاز نیتروژن نیز به عنوان سیال در سیستم های پنوماتیکی استفاده می شود.

1-4-2 جرم ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

جرم یک جسم با یک شی مقدار ماده تشکیل دهنده آن است که همواره مقداری ثابت می باشد، باید توجه داشت که جرم یک جسم ثابت و مستقل از شرایط محیط و موقعیت آن است. جرم یک لیتر آب در دمای 4 درجه سانتی گراد یک گیلو گرم اندازه گیری شده است. واحد دیگری که برای اندازه گیری جرم استفاده می شود تن می باشد، که یک تن برابر با 1000کیلوگرم است.

1-4-3 حجم ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

فضایی که به وسیله یک شیء اشغال می شود را حجم جسم می نامند. حجم معمولا برحسب مترمکعب یا فوت مکعب یا لیتر است. یک لیتر برابر است با 1000 سانتی مترمکعب و معادل با حجم یک گیلو گرم آب در دمای 4 درجه سانتی گراد می باشد. ارتباط بین واحدهای حجم در زیر نشان داده شده است.

1-4-4 چگالی (جرم مخصوص)

منظور از چگالی جسم، جرم واحدحجم یک جسم می باشد که با نماد p (رو) نشان داده می شود. اگر جرم یکسانی از پنبه و کربن را داشته باشیم (یک کیلوگرم از هر کدام) خواهید فهمید که حجم پنبه به مراتب بزرگتر از حجم کربن است. به همین خاطر چگالی کربن از چگالی پنبه بیشتر است و ذرات کربن به صورت نزدیک با هم تجمع یافته اند در حالی که ذرات پنبه بیشتر از هم فاصله گرفته اند.

جرم یک سانتی متر مکعب از آهن 8/7گرم است بنابراین چگالی آهن 8/7 گرم بر سانتی مترمکعب می باشد مقدار چگالی با تغییرات درجه حرارت تغییر می کند

برای مثال

هنگامی که آب تا 4 درجه سانتی گراد سرد می شود، حجم آن کاهش می یابد، بنابراین چگالی آن افزایش خواهد یافت. اما اگر دمای آب پایین تر از دمای 4 درجه سانتیگرا د برسد یعنی سردتر شود آب شروع به انبساط می کند، یعنی حجم آن افزایش یافته و بنابراین چگالی آب در دمای 4 درجه سانتی گراد بیشترین مقدار را دارد و برابر با یک گرم بر سانتی مترمکعب با 1000 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

1-4-5 چگالی نسبی ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

منظور از چگالی نسبی یک ماده نسبت چگالی آن جسم به چگالی چند ماده استاندارد می باشد. که با حرف (s) نشان داده می شود. ماده استاندارد برای جامدات و مایعات معمولا آب می باشد (در 4 درجه سانتی گراد) در حالی که برای گازها معمولا هوا در نظر گرفته می شود:

چگالی نسبی ماده × چگالی آب در دمای 4 درجه سانتی گراد = چگالی ماده مورد نظر

(جامد یا مایع)

S × 29/1 = گازها P

بنابراین چگالی نسبی یک ضریب خالص است و هیچ واحدی ندارد.

1-4-6 سرعت ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

مسافت پیموده شده توسط یک جسم در واحد زمان و در یک جهت مشخص را سرعت جسم گویند. اگر جسم مسافت های یکسانی را در فواصل زمانی یکسان و در امتداد یک مسیر مشخص طی کند گفته می شود که جشم با یک سرعت ثابت در حال حرکت است.

اما اگر جسم مسافت های متفاوتی را در یک مسیر مشخص در فاصله های زمانی یکسان طی نکند و یا اگر جسم مسافت های یکسانی را در فاصله های زمانی ثابت با تغییر در جهتش حرکت کند، گفته می شود سرعت جسم متغییر است. ÞV=S

واحد سرعت برحسب متر بر ثانیه (m/s) یا کیلومتر بر ساعت (km/h) می باشد.

1-4-7 شتاب ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

معمولاً اجسام با سرعت ثابت حرکت نمی کنند سرعت ممکن است در مقدار یا جهت و یا در هر دو تغییر کند. برای مثال خودرویی را در نظر بگیرید که با سرعت متغییر در یک خیابان شلوغ در حال حرکت است این مثال مفهوم شتاب را برای ما تعیین می کند که همان نرخ تغییرات سرعت یک جسم در حال حرکت تعریف می شود.

چنانچه تغییرات سرعت در واحد زمان ثابت باشد جسم دارای شتاب ثابت است و چنانچه سرعت جسم در حال افزایش باشد شتاب آن مثبت در نظر گرفته می شود و اگر سرعت جسم در حال کاهش باشد شتاب آن منفی می باشد.

1-4-8 شتاب ثقل یا شتاب جاذبه زمین ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

شتاب حاصل در جسم هنگامی که آزادانه در اثر نیروی جاذبه زمین سقوط می کند شتاب جاذبه زمین یا شتاب ثقل نامیده می شود وبه وسیله حرف (g) نشان داده می شود.

چناچه جسمی به طرف پایین سقوط کند شتاب ناشی از نیروی جاذبه زمین مثبت است. در حالی که اگر جسم به صورت عمودی ورو به بالا حرکت کند این شتاب منفی در نظر گرفته می شود. مقدار متوسط شتاب جاذبه زمین 81/9 متر بر مجذور ثانیه است(تقریبا 32 فوت بر مجذور ثانیه). بنابراین برای یک جسم در حال سقوط آزاد ناشی از نیروی جاذبه زمین، سرعت آن با نرخ 9/81 متر بر مجذور ثانیه افزایش می یابد.

یعنی، بعد از یک ثانیه سرعت آن 81/9 متر بر ثانیه، خواهد شد و الی اخر. در واقع، مقدار g از مکانی به مکان دیگر تغییر می کند. در سطح زمین (g) در قطب ها بیشترین مقدار و در خط استوا کمترین مقدار خود را دارد.

1-4-9 نیرو ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

موارد زیر را در نظر بگیرید:

  • هل دادن در برای باز کردن آن
  • کشاندن یک گاری باری
  • کشش یک فنر به وسیله باری که بر آن وارد شده است.

مثال های فوق، نمونه ای از نیروهای فشاری و کششی را نشان می دهد. مقدار نیرو در هر مورد متفاوت است و بستگی به اندازه و محتوای جسم دارد. در موارد فوق نیروهای ایجاد شده ناشی از فشار، نیروی تماس نامیده می شود، زیرا نیرو در اثر تماس مستقیم با جسم ایجاد می شود. نیروی اعمال شده بر جسم، موقعیت و ابعاد آن را تغییر می دهد. مقدار نیرو وارد بر جسم ناشی از شتاب جاذبه به جرم جسم بستگی دارد .

در هر موقعیتی، نیروی جاذبه زمین، بطور مستقیم با جرم جسم متناسب است. نیروی ناشی از جاذبه زمین بر روی یک جرم یک کیلوگرم، یک کیلوگرم نیرو نامیده می شود(1kgf) یا اگر برحسب نیوتن بیان شود، معادل 81/9 نیوتون می باشد. با آزمایش می توان نتیجه گرفت اگر، یک نیرو (f) بر روی جسمی با جرم (m) اثرکند، جسم در جهت نیرو شتاب می گیرد.

شتاب (g) با نیرو وارد بر جسم رابطه مستقیم و با جرم جسم نسبت عکس دارد، (f=ma) این رابطه به قانون دوم حرکت نیوتن معروف است. همانطور که در بالا گفته شد، در سیستم SIواحد نیرو نیوتن است که با حرف (N)نشان داده می شود. یک نیوتن معادل با نیرویی است که بر جسمی به جدم یک کیلوگرم وارد شده و شتاب

را در جسم ایجاد می کند.

1-4-10 وزن ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

وزن یک جسم از نیرو جاذبه وارد بر جرم جسم می باشد. بعبارتی وزن یک جسم به مقدارنیرو جاذبه بستگی دارد و مقدار آن در مکانهای مختلف متغیر می باشد.اگر جرم جسم (m)در نظر گرفته شود وزن آن با توجه به رابطه ذیل محاسبه می شود.

W=mg

شتاب جاذبه زمین × جرم جسم = وزن جسم

واحد وزن در سیستم SI نیوتن (N) است. چنانچه مقدار gدر سطح زمین 81/9متر بر مجذور ثانیه در نظر گرفته شود. جسمی با جرم یک گیلوگرم وزن آن بر روی زمین 81/9 نیوتون می باشد.

1kgf=9.8IN

1-4-11 وزن مخصوص ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

منظور از وزن مخصوص سیال، وزن واحد حجم سیال یا همان نسبت وزن سیال به حجم آن می باشد. وزن مخصوص با حرف (Y) نشان داده می شود. بنابراین وزن واحد حجم یک سیال وزن مخصوص نامیده می شود.

از آنجایی که نسبت m/v همان چگالی است، رابطه بین وزن مخصوص و چگالی را می توان اینچنین نوشت:

بنابراین: y=p×g

شتاب ثقل × چگالی = وزن مخصوص

1000×9.81 = 9810N/m = وزن مخصوص آب

1-4-12 کار ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

کار به صورت حاصل ضرب نیرو در فاصله تعریف می شود. به عبارت دیگر، زمانی که جسمی تحت تاثیر یک نیرو حرکت می کند، کار انجام گرفته است. بالعکس، اگر هیچ حرکتی در جسم ایجاد نشود، کار انجام شده صفر است. بنابراین کار زمانی انجام می شود که نیروی وارد بر جسم سبب حرکت آن شود.

بطور مثال چنانچه بخواهید یک جسم سنگین را هل دهید اما قادر به انجام این کار نباشید، کار انجام شده صفر خواهد بود. با توجه به شکل (1-6) اگر جسم 100 کبلو گرم را به اندازه 2 متر حرکت دهیم. مقدار کار انجام شده در اینجا بر حسب کیلوگرم متر اندازه گیری می شود.

چنانچه نیروی که برای جابجایی جسم نیاز است بزرگ باشد و یا اگر جابجایی جسم ناشی از نیروی به کار گرفته شده زیاد شود کار انجام گرفته بیشتر خواهد شد. فرمول ریاضی برای محاسبه کار انجام شده برابر است با :

W=f×s

جابجایی انجام شده × نیرو = کار

در سیستم SI، واحد کار نیوتن متر است. یک ژول مقدار کاری است که بوسیله یک نیوتن نیرو انجام و بر حسب ژول نیز خوانده می شود. و جسم را در مسیر نیرو به اندازه یک متر جابجا می کند.

نقش سیال هیدرولیکی (1)

چنانچه جسمی توانایی انجام کاری را داشته باشد، دارای انرژی است. بنابراین می توان گفت منظور از انرژی همان توانایی انجام کار است. به عبارت دیگر انرژی ، ظرفیت جسم برای تولید یک اثر می باشد. در هیدرولیک، عاملی که به وسیله آن انرژی انتقال می یابد، همان توان سیال خوانده می شود. انتقال انرژی از یک محرک اولیه یا منبع توان ورودی به طرف یک قطعه خروجی یا عملگر صورت می گیرد. انرژی را می توان به انواع ذیل تقسیم بندی نمود.

  • انرژی ذخیره شده: به طور مثال انرژی شیمیایی در سوخت و انرژی ذخیره شده در آب نمونه ای از این انرژی می باشد.
  • انرژی در انتقال: گرما و کار نمونه ای از این انرژی است.

موارد زیر شکلهای مختلف انرژی هستند.

انرژی پتانسیل (PE) ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

انرژی ذخیره شده در یک جسم را انرژی پتاسیل گویند. اگر یک شیء سنگین مثل یک سنگ بزرگ از سطح زمین به طرف پشت بام برده شود، انرژی مورد نیاز برای بالا بردن سنگ درآن ذخیره می

شود که همان انرژی پتانسیل می باشد.این انرژی پتاسیل ذخیره شده تا زمانی که سنگ در موقعیتش باقی بماند بدون تغییر خواهد بود.

انرژی پتانسیل از طریق رابطه ذیل تعیین می شود:

(1-8) PE=Z×G

که در این رابطه:

Z.ارتفاعی است که جسم بالا برده می شود.

انرژی جنبشی (KE) ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

انرژی جنبشی انرژی است که توسط جسم به خاطر حرکتش ایجاد می شود. اگر جسمی به جرم m کیلوگرم با سرعت (v) متر بر ثانیه در حال حرکت باشد انرژی جنبشی که در جسم ایجاد می شود:

این انرژی تا زمانی که جسم با سرعت یکنواختی در حال حرکت است در جسم باقی می ماند. زمانی که سرعت صفر است، انرژی جنبشی نیز صفر می باشد.

انرژی درونی ( نقش سیال هیدرولیکی (1) )

مولکولها دارای جرم هستند و در مایعات و گازها دارای حرکت انتقالی و حرکت دورانی می باشند.با توجه به جرم و حرکاتی که مولکولها دارند، این مولکولها دارای مقدار زیادی انرژی جنبشی می باشند که در آن ذخیره شده است. هر گونه تغییر در دما منجر به تغییر در انرژی جنبشی مولکولی می شود، چرا که سرعت مولکولها به درجه حرارت آنها بستگی دارد.

مولکولها در یک جسم جامد نیز به وسیله نیروهایی کاملاً بزرگ به طرف هم جذب می شونداین نیروها زمانی که مولکولها حالت گاز کامل دراند از بین می روند. در فرآیند هایی از قبیل ذوب کردن یک جسم جامد یا تبخیر یک مایع، فایق آمدن بر چنین نیروهایی ضروری می باشد. انرژی مورد نیاز برای چنین تغییری در مولکولها به صورت انرژی پتانسیل ذخیره می شود.

مجموع این انرژی ها، انرژی درونی نامیده می شود و درون جسم ذخیره می شود. این انرژی به عنوان انرژی درونی یا انرژی حرارتی شناخته می شود که با نماد (U) نشان داده می شود. انرژی معمولا بر حسب (BTU) یا  (g) بیان می شود.

 

 

 

نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1) نقش سیال هیدرولیکی (1)

هیدرولیک کاربردی

هیدرولیک کاربردی

هیدرولیک کاربردی

 

مقدمه هیدرولیک کاربردی

هیدرولیک کاربردی : امروزه با توجه به کاربرد گسترده و روز افزون علم هیدرولیک در بخش های مختلف صنعت، داشتن اطلاعات کافی در مورد نحوه عملکرد سیستم های هیدرولیک و اجزائ تشکیل دهنده آن امری ضروری است.

چناچه با یکی از سیستم های علم هیدرولیک سرو کار دارید با خواندن این مجموعه می توانید اطلاعات فنی و مدیریت برنامه ریزی جهت تعمیرات و سرویس و نگهداری قطعات را بهبود و همچنین مهارت خود در عیب یابی و تعمیر قطعات را افزایش دهید. در این مجموعه هدف، آشنایی با اصول پایه علم هیدرولیک، معرفی اجزاء تشکیل دهنده سیستم و عملکرد آنها، تحلیل نمونه ای از مدارهای هیدرولیک کاربردی و عیب یابی سیستم های هیدرولیک می باشد.

 

امید است با خواندن این مجموعه بتوانید اطلاعات ذیل را کسب نمائید:

  • توانایی تشخیص قطعات تشکیل دهنده سیستم
  • اطلاعات ضروری سیستم های هیدرولیکی
  • توانایی بررسی خصوصیات سیال های هیدرولیکی و مشکلات ناشی از آن
  • تشریح عملکرد صحیح قطعات و سیستم های کنترل ایمنی
  • آشنایی با نماد گرافیک اجزاء تشکیل دهنده سیستم
  • تحلیل و بررسی عملکرد مدارهای هیدرولیکی
  • انجام محاسبات مربوط به برخی از اجزاء سیستم
  • عیب یابی و نحوه برطرف نمودن آنها

 

مقدمه ای بر هیدرولیک کاربردی

1-1 اهداف

بعد از مطالعه این فصل شخص قادر خواهد بود:

  • پیشینه و تاریخچه علم هیدرولیک را بداند
  • با مفاهیم گرانروی (ویسکوزیته) و شاخص گرانروی (شاخص ویسکوزیته) آشنا شود.

1-2 مقدمه و پیشینه هیدرولیک کاربردی

در دنیای مدرن امروز، هیدرولیک نقش بسیار مهمی را در زندگی روزمره مردم بازی می کند. سیستم های هیدرولیک در راه اندازی بخش های مختلف صنعت نقش بسزایی دارد و از اهمیت زیادی بر خوردار است. نمونه دیگری از این سیستم ها، سیستم پنوماتیکی می باشد که از هوای تحت فشار جهت انتقال نیرو استفاده می کند. هدف این کتاب آشنا کردن شخص با اصول اساسی علم هیدرولیک، معرفی اجزای اصلی و تشکیل دهنده سیستم، تشریح ساختار تشکیل دهنده آنها و همچنین کاربرد آنها در بخش های مختلف می باشد.

به علاوه بخش پایانی کتاب به مراقبت های عمومی، تکنیک های عیب یابی و نکات مورد نیاز که برای سرویس و نگهداری بخش های مختلف سیستم های هیدرولیک استفاده می شود پرداخته است. همچنین موارد مهمی که جهت جلوگیری از خرابی اجزای اصلی سیستم های هیدرولیک مورد نیاز است ذکر شده است.

کلمه یونانی (هیدرا) به معنی آب می باشد و واژه (Aulos) یلوس به معنی لوله است. واژه هیدرولیک یونانی می باشد که از ترکیب این دو واژه بدست می آید. واژه هیدرولیک به زبان ساده در انگلیسی به معنی آب در لوله ها می باشد. بشر اهمیت علم هیدرولیک را از زمان های ما قبل تاریخ درک کرده است.

در حقیقت بشر در دوره زمانی بین 100 و 200 سال قبل از میلاد مسیح، پی به اهمیت انرژی بالقوه جریان آب در رودخانه برده بوده است. اصول هیدرولیک حتی در آن زمان های آغازین نیز در تبدیل انرژی آب به انرژی مکانیکی مفید به وسیله چرخ آبی بکار گرفته شده است.

اسناد تاریخی عهد باستان نشان می دهد که آب برای قرن های متمادی منبع خوبی برای تولید انرژی توسط چرخ های آبی بوده است، علیرغم اینکه استفاده از توان سیال نیاز به جابجایی حجم زیادی از سیال داشت چرا که در حالت طبیعی فشار فراهم شده نسبتاً ضعیف بوده است. با گذشت زمان علم هیدرولیک روند پیشرفت خود را حفظ کرد و راه های مختلفی جهت تبدیل انرژی هیدرولیک به کار مفید کشف شد.

موضوع هیدرولیک که با رفتار فیزیکی آب در حال سکون یا حرکت مرتبط است برای مدتی طولانی به عنوان بخشی از مهندسی عمران به شمار می رفت با این وجود بعد از اختراع موتور بخار توسط جیمز وات نیاز به انتقال توان با راندمان بالا از نقطه تولید به نقطه مصرف افزایش یافت. به تدریج انواع زیادی از قطعات مکانیکی از قبیل میل لنگ، سیستم های دنده ای، تسمه و پولیو زنجیرها اختراع شد.

بعد از آن موضوع انتقال نیرو توسط سیال تحت فشار مورد توجه قرار گرفت و در واقع شاخه جدیدی از هیدرولیک بود که موضوعات متنوعی از قبیل انتقال نیروو کنترل حرکات مکانیکی را با استفاده از سیال تحت فشار شامل می شد. برای متمایز کردن این شاخه از هیدرولیک آبی اسم جدیدی با نام هیدرولیک صنعتی یا متداول تر، هیدرولیک روغنی در نظر گرفته شد.دلیل انتخاب آن بخاطر این است که این بخش از هیدرولیک، از روغن به عنوان عامل انتقال نیرو استفاده می کند.

آب که به عنوان یک سیال تراکم ناپذیر در نظر گرفته می شد امروز نیز در علم هیدروتکنولوژی استفاده می شود. اصطلاح هیدرولیک آب هنوز نیز در بخشهایی از مهندسی استفاده می شود. اما با توجه به خصوصیات بارز روغن های هیدرولیکی که بر پایه مواد معدنی هستند از قبیل مقاومت در مقابل خوردگی، ظرفیت روغن کاری و روانکاری خوب برای انتقال نیرو در سیستم های هیدرولیک استفاده از روغن های معدنی ترجیح داده می شود.

در واقع مطالعه علم هیدرولیک از اواخر قرن هفدهم شروع شد، زمانی که پاسکال قانونی را کشف کرد که اساس علم هیدرولیک را پایه ریزی نمود. بر اساس قانون پاسکال فشار وارده درهر نقطه از مایع محبوس بطور مساوی در تمام جهات منتقل شده و با نیروی مساوی برروی سطوح مساوی اثر می کند. به عبارت دیگر فشار وارده بر مایعات داخل ظروف بسته در تمام نقاط برابر است.

آقای جوزف براما وسیله ای را بر اساس قانون پاسکال ساخت که به عنوان پرس بارما معروف شد. در آن هنگام برنولی قانون بقای انرژی برای جریان سیال در یک لوله را توسعه داد. این قانون در کنار قانون پاسکال کاربرد عمده ای در تاسیسات و دستگاه های مورد استفاده در منابع مختلف دارد و بطور جدی علم هیدرولیک بعد از انقلاب صنعتی سال 1850میلادی در بریتانیا مورد استفاده قرار گرفت.

با پیشرفت علم و احداث شبکه لوله کشی آب تحت فشار جهت انتقال سیال از ایستگاه تولید نیاز به پمپ هایی با ظرفیت بالا داشتند که جهت راه اندازی آنها به توان زیادی نیاز بود. طی این مرحله بعضی از وسایل کمکی از قبیل سوپاپ های کنترل، انباره ها و آب بندها نیز اختراع شدند.با این وجود این پروژه به خاطر دو دلیل مهم متوقف شد. دلیل اول عدم دسترسی به قطعات هیدرولیکی مختلف و دلیل دوم پیشرفت سریع الکتریستیه بود که کاربرد آسان و راحت آن برای همه شناخته شده بود.

در طول قرن نوزدهم استفاده از جریان الکتریسیته بعنوان تکنولوژی برتر شناخته شد که جهت انتقال توان در مسافت های طولانی نسبت به هیدرولیک مقدمتر بود. اوایل قرن 20 عصر مدرنی از کاربرد نیرو سیال بود در آن عصر سیستم های هیدرولیکی به منظور ارتقاء و کنترل سلاحها در ناوهای جنگی در ایالات ویرجینیا جایگزین سیستم های الکتریکی شد.

در این سیستم از روغن به جای آب استفاده می شد . این در واقع یک پیشرفت مهم در تولد دوباره هیدرولیک بود. بعد از جنگ جهانی دوم علم هیدرولیک شاهد پیشرفت چشمگیری بود. در عصر مدرن تعداد زیادی از ماشین هایی که بر اساس هیدرولیک روغن کار می کنند برای انتقال نیرو استفاده می شوند. این پیشرفت ها توانسته بود سیستم های هیدرولیکی را جایگزین سیستم های مکانیکی و الکتریکی کند. بنابراین علم هیدرولیک به معنی علم رفتار فیزیکی سیالات شناخته شد.

 

1-3 طبقه بندی هیدرولیک کاربردی

هر سیستمی که با سیال هیدرولیک عمل می کند ممکن است بعنوان سیستم هیدرولیکی نامیده شود. اما می بایست بین سیستم هایی که از اثر یا جابجایی سیال جهت انتقال توان استفاده می کنند و آنهایی که به وسیله فشار آوردن بر روی مایع محبوس شده یعنی با فشار سیال، نیرو را انتقال می دهند تفاوتی قائل شد.

 

بر این اساس علم هیدرولیک را به دو بخش تقسیم می کنیم:

  • هیدرودینامیک
  • هیدرو استاتیک

 

هیدرودینامیک با خصوصیات مایع در حال حرکت در ارتباط است به ویژه زمانی که مایع برروی شیئی ضربه وارد می کند و بخشی از انرژی اش را برای انجام چند کار مفید آزاد می کند.

هیدرواستاتیک با انرژی پتانسیل سیال هیدرولیک، زمانی که سیال محبوس و تحت فشار قرار گرفته باشد در ارتباط است. این انرژی پتانسیل نیز به عنوان انرژی هیدرواستاتیک شناخته شده و در اکثر سیستم های هیدرولیکی بکار گرفته می شود. این بخش از هیدرولیک نیزاز قانون پاسکال نتیجه گیری می شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت در سیستم هیدرو استاتیک انرژی فشاری به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

اما در سیستم های هیدرودینامیک انرژی جنبشی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. به عبارتی در سیستم های هیدرواستالیک سیال هیدرولیک جابجا نمی شود بلکه با توجه به خاصیت عدم تراکم پذیری مایعات، از انرژی ناشی از تحت فشار قرار گرفتن مایع جهت انتقال توان استفاده می شود. از ویژگی های سیستم های هیدرواستاتیک سرعت و فشار زیاد می باشد. در سیستم های هیدرودینامیک سیال جابجا می شود و از ویژگی های آن سرعت زیاد و فشار کم می باشد.

 

1-4 ویژگی سیال هیدرولیکی ( هیدرولیک کاربردی )

یکی از مهمترین اجزاء سیستم های هیدرولیکی، سیال هیدرولیکی می باشد. ویژگی های سیال هیدرولیکی تاثیر زیادی بر روی عملکرد وسیله و عمر آن دارد. بنابراین استفاده از سیال تمیز با کیفیت بالا مهم است و تاثیر بسزایی در عملکرد مطلوب و بالا بردن کیفیت سیستم خواهد داشت.

 

 

هیدرولیک کاربردی / هیدرولیک کاربردی / هیدرولیک کاربردی / هیدرولیک کاربردی / هیدرولیک کاربردی