1.Movimento fluido
La portata è il movimento di un volume specifico di fluido in un certo lasso di tempo. La portata è solitamente misurata in galloni al minuto (gpm) o litri al minuto (lpm) utilizzando un misuratore di portata.
La velocità di flusso è la distanza percorsa da un volume specifico di fluido in un certo lasso di tempo. La velocità di flusso non viene misurata direttamente, ma viene calcolata utilizzando la portata e l'area della sezione trasversale del tubo.
La velocità di flusso dipende direttamente dalla portata e dalle dimensioni del tubo. Se modifichiamo la portata della pompa ma manteniamo invariate le dimensioni del tubo, possiamo modificare la velocità di flusso del fluido.
Se wMantenendo le stesse dimensioni della pompa, ma cambiando le dimensioni del tubo, otteniamo lo stesso effetto.
Man mano che la velocità del flusso aumenta, aumenta anche il calore. Questo è dovuto all'effetto dell'attrito.
L'attrito è causato dallo sfregamento delle molecole del fluido contro le superfici interne dei tubi e dei tubi flessibili.
2. Flusso laminare
Immaginiamo che i fluidi scorrano in una massa singola, ma non è vero. A basse velocità, i fluidi scorrono in diversi strati paralleli. Ognuno di questi strati si muove a una velocità leggermente diversa. Questo stato è chiamato flusso laminare.
3.Turbolente
Man mano che la velocità del fluido aumenta, piccole imperfezioni sulla superficie del conduttore di flusso (tubo flessibile o tubo) disturbano il percorso del flusso. Ciò crea uno stato caotico anziché uno strato laminare ordinato. Questa turbolenza (dovuta all'attrito) provoca un aumento del calore.
La turbolenza si verifica ovunque ci siano curve e restrizioni in un sistema idraulico. Mantenere tubi e raccordi grandi aiuta a minimizzare questo effetto.
4. Principio di Pascal
Il principio di Pascal afferma che qualsiasi pressione applicata a un fluido confinato si trasmette con la stessa forza in tutte le direzioni.
Ma questo avviene solo quando il liquido si trova in un contenitore chiuso.
5.Pressione
La pressione è creata dalla resistenza al flusso di un fluido, chiamata pressione dinamica, o dall'energia potenziale di un oggetto soggetto alla gravità, chiamata pressione statica.
La pressione statica si crea quando un fluido vuole scorrere ma non ci riesce. La gravità cerca di spingere verso il basso l'asta del cilindro, ma poiché la valvola è chiusa, il fluido nel cilindro non può fuoriuscire. Mentre la forza spinge verso il basso l'asta del cilindro, il fluido intrappolato guadagna energia. Questa energia è il valore di pressione mostrato sul manometro.
La pressione dinamica, invece, è legata all'energia cinetica del fluido.
Pertanto, all'aumentare della resistenza al flusso, aumenta anche la pressione.
Quando il fluido scorre attraverso la restrizione, la pressione diminuisce a causa della conversione di energia (l'attrito produce calore).
6. Principio di Bernoulli
Poiché l'energia totale di un sistema deve rimanere costante, il principio di Bernoulli afferma che se l'energia cinetica (velocità del fluido) diminuisce, l'energia potenziale (pressione) deve aumentare proporzionalmente.
7. Superficie
L'area superficiale è la superficie totale esposta di un oggetto solido.
Nei sistemi idraulici, ci concentriamo sulla superficie dei componenti che interagiscono con il fluido. La superficie di un componente può avere un impatto enorme sul funzionamento del sistema!
8. Triangolo FPA
Esiste una relazione matematica diretta tra la forza che un sistema idraulico può trasmettere, la pressione nel sistema e la superficie dei componenti azionati.
Questa relazione è spesso rappresentata dal triangolo FPA.
Se conosciamo la pressione e la superficie del pistone, possiamo calcolare la forza.
Se conosciamo la forza richiesta e la pressione disponibile, possiamo calcolare la superficie richiesta del pistone.
In alternativa, se conosciamo la forza e la superficie del pistone, possiamo calcolare la pressione.
9.Amplificazione della forza
Utilizzando una superficie più piccola sul cilindro sinistro, possiamo aumentare la forza sul cilindro destro.
10. Concetti di conoscenza di base
COMEsi impara di più sui sistemi idraulici e sulla progettazione, questi concetti continueranno ad apparire. In sintesi, l'idraulica si trova di fronte a questi concetti di conoscenza molto basilari.
Movimento fluido:Flusso, Velocità, Flusso laminare,Turbolenza/Turbolento, Attrito
Pressione:Pressione statica, pressione dinamica, perdita di strozzatura (restrizioni)
Superficie: Forza, moltiplicazione della forza
Principi di base: Principio di Bernoulli, principio di Pascal, triangolo FPA.
Disclaimer: La distribuzione di questo articolo ha il solo scopo di diffondere la conoscenza tecnica nel settore automobilistico.Se hai delle obiezioni alla violazione, contattaci per una negoziazione o per l'eliminazione. Grazie mille!