Untuk memahami cara penekan hidraulik berfungsi, mari kita ingat peraturan kapal komunikasi. Pengarangnya Blaise Pascal mendapati bahawa jika ia diisi dengan cecair homogen, maka parasnya dalam semua kapal adalah sama. Dalam kes ini, konfigurasi bekas dan dimensinya tidak penting. Artikel ini akan menerangkan beberapa eksperimen dengan bekas komunikasi yang akan membantu kami memahami struktur dan prinsip operasi mesin penekan hidraulik.
Eksperimen
Katakan kita mempunyai kapal komunikasi dengan kawasan keratan rentas yang berbeza. Kami menandakan kawasan yang lebih kecil dengan s, yang lebih besar - dengan S. Mari isi bekas dengan cecair. Mengikut undang-undang kapal komunikasi, permukaan cecair berada pada ketinggian yang sama.
Mari kita tutup kapal dari atas dengan omboh. Kita boleh mengandaikan bahawa s dan S ialah kawasan omboh. Tekan pada yang lebih kecil dengan kuat f. Ia akan turun, cecair akan turunmengalir ke dalam silinder yang lebih besar, dan omboh di sebelah kiri akan mula naik. Untuk mengelakkannya daripada bangkit, kami juga akan mengenakan kekerasan kepadanya. Nyatakan ia F.
Untuk lebih dekat memahami cara penekan hidraulik berfungsi, mari cuba cari hubungan antara kedua-dua daya ini. Kami akan meneruskan dari keadaan keseimbangan. Sebelum kami menutup kapal dengan omboh, cecair berada dalam keseimbangan. Tekanan dalam tangki adalah sama (p=P). Tekan ke bawah pada kedua-dua omboh supaya cecair masih kekal dalam keseimbangan. Tekanan p dan P sudah tentu akan meningkat. Walau bagaimanapun, mereka akan tetap sama, kerana mereka akan meningkat dengan jumlah tambahan yang sama. Ini adalah jumlah tekanan yang dicipta oleh omboh. Ia dihantar ke mana-mana mengikut undang-undang Pascal.
Berikut ialah keadaan keseimbangan: p=P. Anda boleh mempertimbangkan tekanan yang dicipta oleh omboh, atau tekanan lajur cecair. Hasilnya akan sama. Perhatikan bahawa tekanan yang dicipta oleh omboh adalah seribu kali lebih besar daripada tekanan hidrostatik lajur cecair. Satu lajur air setinggi beberapa sentimeter menghasilkan tekanan ratusan pascal. Dan tekanan omboh ialah ratusan kilopascal, dan kadangkala megapascal. Oleh itu, dalam perkara berikut kita akan mengabaikan tekanan lajur cecair dan menganggap bahawa tekanan p dan P dicipta secara eksklusif oleh daya f dan F.
Pergantungan daya tekanan omboh pada kawasannya
Mari kita dapatkan formulanya, prinsip operasi penekan hidraulik tanpanya tidak akan dapat difahami. p=f/s dan begitu juga P=F/S. Mari kita buat penggantian ke dalam keadaan keseimbangan. f/s=F/S. Dan sekarang mari kita bandingkan daya f dan F. Untuk melakukan ini, kedua-dua bahagian kiri dan kanan ungkapandarab dengan S dan bahagi dengan f. Kami mendapat fS/sf=FS/Sf. Mari batalkan f dan S di kedua-dua bahagian. Hasilnya ialah kesamaan F/f=S/s.
Konsep menang adalah sah
Jika S>s, maka daya tekanan pada omboh di dalam kapal besar akan menjadi sebanyak kali lebih besar daripada daya yang menekan pada omboh kecil, berapa kali luas omboh yang lebih besar melebihi luas yang kecil. Dalam erti kata lain, dengan menggunakan daya kecil pada omboh kecil, dalam kapal besar kita akan mendapat daya lebih besar daripada daya yang kita tekan pada omboh kecil. Ini adalah kesan yang dipanggil penambahan kekuatan. Ia menunjukkan berapa kali daya berbeza, iaitu, apakah nisbah F kepada f. Jika kita mengambil kapal yang luas keratan rentasnya sangat berbeza, maka kita boleh mendapat keuntungan dalam kekuatan dengan faktor sepuluh atau seribu. Analisis daya menjelaskan dengan jelas: keuntungan dalam daya adalah sama dengan nisbah kawasan omboh besar dan kecil.
Pergerakan omboh mesin hidraulik
Banyak industri menggunakan prinsip penekan hidraulik: fizik, pembinaan, pemprosesan bahan, pertanian, automotif, dll. Contoh penggunaan mesin hidraulik ditunjukkan dalam rajah.
Mari kita pertimbangkan kedua-dua kapal komunikasi yang sama dengan omboh, tetapi sekarang kita tidak akan memberi perhatian kepada daya, tetapi kepada jarak yang dilalui oleh omboh semasa bergerak. Bayangkan kedudukan awal mereka berbeza. Omboh dengan luas S terletak di bawah omboh dengan luas s. Mari kita gerakkan omboh yang lebih kecil pada jarak h. Air dari bekas yang lebih kecil dialirkan ke dalam yang lebih besar danditekan pada omboh. Dia berpindah ke ketinggian H.
Mengetahui nisbah antara kawasan, kita dapati nisbah antara ketinggian. Isipadu yang mengalami tekanan dari silinder kiri ke silinder kanan dilambangkan dengan v. Cecair isipadu V memasuki silinder kanan. Cecair itu tidak boleh mampat. Bagaimanakah ini boleh ditulis secara matematik? v=v. Menyatakan isipadu dari segi luas dan tinggi. v=sh dan V=SH. Jadi sh=SH. S/s=h/H. Oleh itu, keuntungan dalam kekuatan ialah F/f=h/H. Nisbah ini memberi kita pemahaman tentang cara penekan hidraulik berfungsi. Kami membuat kesimpulan bahawa oleh kerana F lebih besar daripada f, maka H adalah kurang daripada h, dan dengan faktor yang sama.
Katakanlah mesin hidraulik memberikan keuntungan seratus kali ganda dalam kekuatan. Ini bermakna jika kita menurunkan omboh yang lebih kecil sebanyak 100 mm, omboh yang lain akan naik hanya 1 mm. Dan ada mesin yang memberikan keuntungan dalam kekuatan seribu kali ganda. Tetapi bagaimana pula apabila terdapat kereta pada omboh dan ia perlu dinaikkan ke ketinggian beberapa meter?
Reka bentuk dan prinsip operasi penekan hidraulik
Di dalam omboh kawasan kecil terdapat injap yang menutup tiub menuju ke takungan minyak enjin. Air pada umumnya tidak digunakan dalam penekan hidraulik kerana ia mengakis dan mempunyai takat didih yang agak rendah. Omboh memacu pemegang. Bendalir dipindahkan dari silinder yang lebih kecil ke silinder yang lebih besar melalui tiub.
Bejana besar juga mempunyai injap dan omboh. Apabila kita menaikkan tuil, minyak, dengan bantuan atmosferatekanan disedut ke dalam silinder yang lebih kecil. Apabila kita menurunkan omboh, injap tertutup, tidak ada tempat untuk minyak pergi, jadi ia masuk ke dalam kapal yang lebih besar. Ia mengangkat injap di dalamnya, jumlah minyak meningkat, kerana ini omboh meningkat. Apabila kita menaikkan semula omboh kecil, injap dalam bekas besar tertutup, jadi minyak tidak pergi ke mana-mana dan omboh kekal di tempatnya.
Prinsip operasi penekan hidraulik adalah sedemikian rupa sehingga sebarang ayunan omboh kecil sentiasa membawa kepada pergerakan omboh besar ke atas. Peranti ini mempunyai mekanisme yang membolehkan omboh besar turun. Ini adalah hos dengan paip di dalam bekas yang lebih besar. Apabila kami menutup paip, kami mengelak silinder besar, dan apabila kami membukanya, kami mengembalikan penekan hidraulik ke kedudukan asalnya, longkang minyak. Ia kembali ke takungan, yang membolehkan omboh diturunkan.
