قبل أن نتحدث عن انتقال الطاقة عبر السوائل، يجب أن نفهم بعض خصائص السوائل وكيف تنتقل القوة من خلالها. وسوف يساعدنا ذلك في فهم سبب عمل الأنظمة الهيدروليكية بالطريقة التي تعمل بها.

سائل

السائل هو أي مادة لا تمتلك شكلاً ثابتاً. وتشمل السوائل كلًّا من السوائل والغازات.

سائل

والسائل، مثل الغاز، يتكون من جزيئات. لكن على عكس الغاز، فإن الجزيئات في السائل تكون مترابطةٌ مع بعضها بقوة كافية لتقترب من بعضها اقتراباً شديداً — دون أن تكون مرتبطةً ببعضها ارتباطاً شديداً لدرجة أن تصبح ثابتة المواقع كما في المواد الصلبة. ولهذا السبب ينسكب السائل بحرية ويأخذ شكل الوعاء الذي يحتويه.

الشكل ٢-١: جزيئات السائل (في الأسفل) مُرتَّبة بشكلٍ مكثَّفٍ ومتقاربةٍ، وهي في حركةٍ مستمرةٍ، بينما جزيئات الغاز (في الأعلى) تكون بعيدةً عن بعضها البعض.

الطاقة الحركية الجزيئية

الجزيئات الموجودة داخل السائل تكون دائمًا في حالة حركة — حتى عندما يبدو السائل ساكنًا تمامًا. فهي تزحلق وتتزلج باستمرارٍ على بعضها البعض. وتُسمَّى هذه الحركة الجزيئية «الطاقة الداخلية» للسائل.

تأخذ السوائل شكل الوعاء الذي تحتويه

وبسبب هذه الحركة الجزيئية المستمرة، ينسكب السائل ويملأ أي وعاءٍ يحتويه. فسواء كان كمية السائل كبيرةً أو صغيرةً، فإنه يشغل دائمًا شكل الوعاء الذي يحتويه. وهذه الخاصية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا باللزوجة، والتي سيتم تناولها في الفصول اللاحقة.

السوائل غير قابلة للانضغاط نسبيًّا

وبما أن جزيئات السائل تكون مُرتَّبة بشكلٍ مكثَّفٍ ومتقاربةٍ، فإن السوائل تتصرَّف مثل المواد الصلبة من ناحيةٍ مهمةٍ واحدةٍ: فهي غير قابلةٍ للانضغاط نسبيًّا — أي لا يمكن ضغطها لتصبح في حجمٍ أصغر بشكلٍ ملحوظٍ.

لهذا السبب يدخل الغواصون الماء بقدمَيْهم أولاً أو بيديهم أولاً (ما يُعرف بـ"الدخول كالسكين") بدلًا من الدخول على البطن. فالماء لا يمكنه التحرّك بعيدًا عن الطريق بسرعة كافية عند ارتطام سطحٍ مسطّحٍ كبيرٍ به، وبالتالي يكون التأثير مشابهًا للاصطدام بجسم صلب. أما القدمان أو اليدين فتنشّقان الماء عبر مساحة صغيرة، وهذه المساحة الصغيرة تعني قوة تأثير أقلّ بكثير.

وبما أن السائل غير قابل للانضغاط نسبيًّا ويأخذ شكل أي وعاء يوضع فيه، فإنه يتمتّع بميزة حقيقية عندما يتعلق الأمر بنقل القوة.

نقل القوة

يمكن لطرق نقل الطاقة الأربعة (الميكانيكية، والكهربائية، والهيدروليكية، والهوائية) أن تنقل كلٌّ منها القوة الساكنة (الطاقة الكامنة) والقوة الديناميكية (الطاقة الحركية). وعند نقل قوة ساكنة عبر سائل، يحدث أمرٌ خاص.

القوة المنقولة عبر سائل

وخلافًا للقوة المؤثرة في جسم صلب، فإن القوة المطبَّقة على سائل محصور تنتقل عبر السائل كضغطٍ — ويكون هذا الضغط متساويًا عند كل نقطة في السائل.

إذا دفعنا مكبسًا قابلًا للحركة يقع على سطح وعاء مملوءٍ بالسائل، فإن القوة التي نؤثر بها تُولِّد ضغطًا، ويُنتقل هذا الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات عبر السائل.

وبغض النظر عن الطريقة التي أُنشئ بها الضغط — سواءً بواسطة مكبس أو يدٍ أو الجاذبية أو زنبرك أو هواء مضغوط أو أي تركيبة منها — فإن القوة تتحول إلى ضغط بمجرد دخولها السائل المحصور، ويُنقل هذا الضغط بالتساوي في جميع أنحائه.

وبما أن السائل يأخذ شكل أي وعاء يحتويه، فإنه يمكن نقل الضغط بغض النظر عن شكل الوعاء.

الشكل ٢-٤: القوة المؤثرة على المكبس تتحول إلى ضغط داخل السائل، وينتشر هذا الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات — وهذه هي الفكرة الأساسية في الهيدروليكا.

قانون باسكال

وتُسمى خاصية السائل في نقل الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات «قانون باسكال»، تيمنًا باسم مكتشفه بليز باسكال.

والصيغة الرياضية لقانون باسكال هي نفسها صيغة الضغط التي قدّمت في الفصل الأول:

مقياس الضغط

يقيس مقياس الضغط الضغط المؤثر على السائل في النظام. وأكثر نوعين انتشارًا في الأنظمة الهيدروليكية هما مقياس أنبوب بوردون ومقياس النوع المكبس.

مقياس أنبوب بوردون

يتكون مقياس أنبوب بوردون من وجه قياس دائري وإبرة مؤشر. وتتصل الإبرة بأنبوب معدني منحني ومرن يُسمى أنبوب بوردون. ويتدفق ضغط النظام إلى داخل الأنبوب عبر الفتحة الدخولية. وعادةً ما تكون المقياس مُعلَّمة بوحدات الرطل لكل بوصة مربعة (psi) أو البار أو الباسكال (Pa).

كيف يعمل أنبوب بوردون

مع ارتفاع ضغط النظام، تؤدي الفروق في المساحة بين الجزء الداخلي والخارجي للأنبوب المنحني إلى ميله نحو الاستقامة. وتُستخدم هذه الحركة الاستقامية لتحريك المؤشر عبر القرص لعرض قيمة الضغط. وتُعد مقاييس أنبوبة بوردون أدوات دقيقة بدقة تتراوح بين ٠,١٪ و٣,٠٪ من المدى الكامل؛ وتُستخدم في الاختبارات المخبرية أو أينما كانت دقة قياس الضغط أمراً حاسماً.

مقياس من النوع المكبسـي

يتكون مقياس المكبس من مكبس ونابض توازن ومؤشر ومقياس. ويؤثر ضغط النظام على سطح المكبس، مما يدفعه ضد النابض. وتُحرك حركة المكبس المؤشر عبر القرص. ويتم معايرة المقياس بوحدات الرطل لكل بوصة مربعة (psi) أو البار (bar). وتتميّز مقاييس المكبس بالمتانة والاقتصاد في التكلفة، وهي خيار شائع لمراقبة الأنظمة اليومية.

الشكل ٢-٦: مقياس من النوع المكبسـي — حيث يدفع ضغط النظام المكبس ضد نابض.

تحويل الضغط إلى قوة ميكانيكية

إن نقل الضغط عبر سائل مغلق يكون مفيدًا فقط إذا أمكن تحويل هذا الضغط مجددًا إلى قوة ميكانيكية في مكانٍ ما. وهذه هي وظيفة العنصر الفاعل (المنفِّذ) — فهو يستقبل الضغط الهيدروليكي ويحوِّله إلى قوة ميكانيكية.

الأسطوانة الهيدروليكية هي نوعٌ واحدٌ من العناصر الفاعلة.

أسطوانة هيدروليكية

تستقبل الأسطوانة الهيدروليكية الضغط الهيدروليكي وتحوله إلى قوة ميكانيكية خطية (مستقيمة). ويمكن، عبر وصلات ميكانيكية مناسبة، تحويل هذه القوة أيضًا إلى حركة دورانية.

بناء الأسطوانة

الأجزاء الأساسية للأسطوانة هي: البرميل (الأنبوب)، وغطاءا الطرفين، والمبكر، وقضيب المبكر، ومنفذَي الدخول/الخروج. ويوجد غطاء طرفٍ واحدٍ عند كل طرف. ويمكن للمبكر أن ينزلق داخل البرميل. ويتصل القضيب بالمبكر. أما منفذا الدخول والخروج الواقعان عند طرفي البرميل فيسمحان لزيت التشغيل بالتدفق داخل الأسطوانة وخارجها.

الشكل ٢-٨: المقطع العرضي للأسطوانة الهيدروليكية. يدخل الزيت من أحد المنفذين، فيدفع المبكر، فيمتد القضيب. أما الزيت الخارج من المنفذ الآخر فيعود إلى الخزان.

كيف تعمل الأسطوانة

عندما يتصل منفذ دخول الأسطوانة بالنظام، تصبح الأسطوانة جزءًا من هذا النظام. ويُنقل الضغط من النقطة (أ) عبر النظام إلى المكبس الموجود داخل الأسطوانة. ويُنتج هذا الضغط، المؤثر على مساحة سطح المكبس، قوةً ميكانيكيةً عند النقطة (ب) — أي عند طرف العمود.

تطبيق الضغط

عند انتقال الضغط عبر سائل محكم الإغلاق، فإن جزءًا متحركًا ما هو الذي يولّد هذا الضغط. وفي جميع الأمثلة السابقة، كان الجزء المتحرك هو المكبس. وبقسمة القوة على مساحة سطح المكبس نحصل على قيمة الضغط في النظام (P = F/A).

تضخيم القوة الميكانيكية

يمكن للهيدروليكا أن تضخّم (ت nhânّ) القوة الميكانيكية. ويعتمد معامل التضخيم على مساحة سطح مكبس الأسطوانة الهيدروليكية (بالبوصة المربعة أو السنتيمتر المربع). وبما أن الضغط ينتقل بشكل متساوٍ عبر سائل محكم الإغلاق، فإن القوة الخارجة تكون أكبر من القوة الداخلة إذا كانت مساحة مكبس الأسطوانة الخارجة أكبر من مساحة مكبس الأسطوانة الداخلة.

مثال: تؤثر قوة مقدارها ٥٠٠٠ رطل (٢٢٢٠٠ نيوتن) على مكبس مساحته ١٠ بوصة مربعة (٦٤,٥٢ سنتيمتر مربع)، مُولِّدةً ضغطًا قدره:

وتؤثِّر تلك القيمة نفسها من الضغط، وهي 500 رطل/بوصة²، على مكبس خرج مساحته 15 بوصة² (96.78 سم²):

الشكل 2-9: التضخيم الميكانيكي للقوة. يؤثِّر نفس الضغط على كلا المكبسين، لكن المكبس الأكبر يولِّد قوةً أكبر. F = P × A.

مُكثِّف الضغط

يُمكن لمُكثِّف الضغط (ويُسمَّى أيضًا جهاز التقوية) أن يضاعف ضغط السائل الهيدروليكي. ويتكوَّن من مكبسين متصلين بقضيب واحد داخل غلافٍ واحدٍ يحتوي على منافذ للإدخال والخروج والتصريف. ويستشعر المكبس الكبير ضغط النظام؛ وتُطبَّق القوة التي يولِّدها على المكبس الصغير، الذي ينتج ضغط خرجٍ أعلى بسبب صغر مساحته.

كيف يعمل مُكثِّف الضغط

يُدرك المكبس الكبير ضغط النظام وينقل هذه القوة عبر العمود إلى المكبس الصغير. وبما أن مساحة المكبس الصغير أصغر، فإن الضغط الناتج عند طرف المكبس الصغير يكون أعلى — أي أن الضغط يزداد.

مثال: تؤثر قوة مقدارها ٥٬٠٠٠ رطل (٢٢٬٢٠٠ نيوتن) على المكبس الكبير (مساحته: ١٥ بوصة² / ٩٦٫٧٨ سم²). والضغط = ٣٣٣ رطل/بوصة² (٢٢٫٩ بار). وتُنقل هذه القوة إلى المكبس الصغير (مساحته: ٠٫٧٦ سم²). والضغط الناتج = ٥٬٠٠٠ رطل ÷ ٠٫٧٦ سم² × (١⁄١٠٬٠٠٠) = ٢٬٠٠٠ رطل/بوصة² (١٣٧٫٩ بار). والقوة الناتجة = ٣٠٬٠٠٠ رطل (١٣٣٬٢٠٠ نيوتن).

ويُستخدم مضاعفو الضغط عادةً في تجهيزات التثبيت.

الشكل ٢-١١: مضاعف ضغط. حيث ينقل المكبس الكبير قوته إلى المكبس الصغير الذي تبلغ مساحته أصغر بكثير — مما يولّد ضغطًا أعلى بكثير عند المخرج.

نقل الطاقة الهيدروليكية

الغرض من استخدام الهيدروليك (أو أي وسيلة أخرى لنقل الطاقة) في الآلة هو إنجاز عمل مفيد. ولإنجاز الأسطوانة للعمل، لا بد أن تُطبِّق قوةً على الحمولة وتُحرِّكها لمسافةٍ ما — وبالتالي فإن النظام يحتاج إلى عنصرٍ يمكنه استخدام الطاقة لتوفير تدفقٍ مستمرٍ للسائل.

مكثف هيدروليكي

كل ما ناقشناه حتى الآن من أجهزة تولِّد الضغط في سائلٍ محصورٍ يعتمد على المكابس والأسطوانات. ويُطبِّق المكبس القوة، بينما تُغلِق الأسطوانة السائلَ بإحكام. وتُسمَّى هذه النوعية من الأجهزة «المتراكمة» أو «المخزِّنات».

يمكن للمتراكمة تخزين الطاقة الكامنة للسائل الخاضع للضغط. ويمكن تحويل هذه الطاقة الكامنة المخزَّنة إلى طاقةٍ عمليةٍ (تدفُّق وضغط).

مثال: توفر متراكمةٌ تعمل عند ضغط ٥٠٠ رطل/بوصة مربعة (٣٤,٥ بار) ضغطًا لدفع الحمولة. ومن أصل الضغط المخزَّن البالغ ٥٠٠ رطل/بوصة مربعة (٣٤,٥ بار)، تُستخدَم ٤٠٠ رطل/بوصة مربعة (٢٧,٦ بار) للتغلُّب على مقاومة الحمولة، بينما يتحوَّل الضغط المتبقي إلى تدفُّقٍ لتحريك الحمولة.

تتمتع المكثفات بقيود معينة: فإذا كانت الحمولة كبيرة جدًّا، فقد لا يكون هناك ضغط كافٍ للتغلب عليها، وبالتالي لا يمكن إنجاز أي عمل. كما أنه بمجرد إطلاق السائل المخزَّن بالكامل، يتوقَّف التدفُّق تمامًا.

ولتطبيق ضغط كافٍ للتغلب على الحمولة والحفاظ على استمرار التدفُّق، يلزم استخدام جهاز مختلف هو المضخة الهيدروليكية ذات الإزاحة الإيجابية.

الشكل ٢-١٢: تشغيل المكثف. يمكن للضغط المخزَّن دفع الحمولة، ولكن بمجرد نفاد السائل، يتوقف التدفُّق — إذ لا يمكن للمكثف وحده الاستمرار في إنجاز العمل بشكل مستمر.

المضخة الهيدروليكية ذات الإزاحة الإيجابية

تولِّد المضخة ذات الإزاحة الإيجابية تدفُّقًا مستمرًّا من السائل عبر حركة داخلية متكرِّرة إما اهتزازية أو دورانية. وهي توفر كلًّا من الطاقة الحركية (التدفُّق) والطاقة الناتجة عن الضغط — أي الطاقة التشغيلية اللازمة لإتمام العمل الهيدروليكي المستمر.

مضخة مكبس متبادلة

المضخة ذات المكبس الترددية تحتوي على مكبس متصل بمحرك أولي (مثل محرك احتراق داخلي أو محرك كهربائي) عبر عمود مرافق أو كامّة. ويوجد في كل من المنفذَين، الداخلي والخارجي، صمام تحقق من النوع الكروي. وعند سحب المكبس للخارج، يزداد الحجم الداخلي، فيفتح الصمام الكروي للمنفذ الداخلي وتتدفق السائل إلى الداخل. وعند دفع المكبس للداخل، ينخفض الحجم، فترتفع الضغط، ويُغلق الصمام الكروي للمنفذ الداخلي بينما يفتح الصمام الكروي للمنفذ الخارجي، مما يدفع السائل إلى النظام. ويؤدي الحركة الترددية المستمرة ذهابًا وإيابًا إلى إنتاج تدفق نابض؛ ويمكن أن يكون الضغط بأي قيمة تتطلبها المنظومة.

الشكل ٢-١٣: مضخة ذات مكبس ترددية. يتحرك المكبس للداخل والخارج، حيث يسحب الزيت عبر صمام التحقق الداخلي ويُخرجه عبر صمام التحقق الخارجي.

مضخة دورانية ذات إزاحة إيجابية

أشهر مضخة تُستخدم في الأنظمة الهيدروليكية الصناعية هي المضخة الدورانية ذات الإزاحة الإيجابية. وهي تُنتج تدفقًا نسبيًّا أملسًا ومُضغوطًا، ويسهل تشغيلها بواسطة محرك كهربائي أو محرك احتراق داخلي. وكل دورة كاملة لعنصر الدوران تُزيح حجمًا ثابتًا من السائل.

بناء المضخة الدوارة

تتكوّن المضخة الدوارة من غلافٍ وتجميع دوار. ويحتوي الغلاف على مدخل ومخرج. أما التجميع الدوار فيولّد التدفّق والضغط. والمثال الموضّح يحتوي على دوّار وشفرات يمكنها الانزلاق بحرية داخل وخارج فتحات الدوّار.

كيف يعمل المضخة الدوارة

يتم تركيب التجميع الدوار بشكل غير مركزي (أي خارج المركز) داخل الغلاف، ويرتبط بمصدر الطاقة بواسطة عمود الدوران — فيدور الدوّار. وعندما يدور الدوّار، تدفع قوة الطرد المركزي الشفرات إلى الخارج باتجاه جدار الغلاف، مكوّنةً غرفًا محكمة الإغلاق. وفي جانب المدخل، يزداد حجم الغرفة، فيُسحب السائل إلى الداخل. أما في جانب المخرج، فيقلّ حجم الغرفة، فيرتفع الضغط ويُدفع السائل خارج النظام. ولا تولّد المضخة ضغطًا يساوي إلا أقل مقاومة موجودة في النظام — ولا شيء أكثر من ذلك.

الشكل ٢-١٥: مضخة دوارة ذات شفرات. وتُشكّل الشفرات المحكمة ضد جدار الغلاف غرفًا تتسع (في جانب المدخل) وتتقلّص (في جانب المخرج) أثناء دوران الدوّار.

المقاومة والضغط

في النظام الهيدروليكي، يكون الضغط والمقاومة مرتبطين ارتباطًا مباشرًا. وتقوم المضخة بدفع السائل إلى داخل النظام؛ ويتحدد مستوى الضغط وفقًا لمستوى المقاومة. فالمقاومة العالية تؤدي إلى ضغط عالٍ، والمقاومة المنخفضة تؤدي إلى ضغط منخفض. كما أن مقاومة جريان السائل تحدد كمية الضغط الناتجة.

المقاومة المؤثرة على المضخة

تواجه المضخة نوعين من المقاومة: مقاومة الحِمل ومقاومة الجريان. فإذا أهملنا مقاومة الجريان، فإن المقاومة الوحيدة هي مقاومة الحِمل. فإذا كانت هناك حاجة إلى ٢٠٠ رطل/بوصة مربعة (١٣,٨ بار) لتخطي مقاومة الحِمل، فإن المضخة تُنتج ضغطًا قدره ٢٠٠ رطل/بوصة مربعة وتنقل الطاقة الهيدروليكية العملية إلى المحرك الخطي (أكتويتور)، الذي يحرّك بدوره الحِمل.

توجد مقاومة الجريان دائمًا. وهي تجبر المضخة على سحب طاقة إضافية من المحرك الرئيسي وإنتاج ضغط أعلى لتخطيها.

الشكل ٢-١٦: المقاومة والضغط. يرتفع ضغط المضخة لتخطي إجمالي المقاومة التي تواجهها — أي مقاومة الحِمل بالإضافة إلى مقاومة الجريان (المقاومة الناتجة عن الاحتكاك).

تحويل طاقة إضافي

الطاقة الإضافية التي تضخها المضخة إلى السائل للتغلب على مقاومة التدفق لا تتحول إلى طاقة هيدروليكية مفيدة في الجهة الفاعلة، بل تستهلكها الاحتكاك الناتج عن التدفق. وهذه الطاقة "المستهلكة" ليست مفقودة من حيث مبدأ حفظ الطاقة؛ بل تتحول إلى حرارة ترفع درجة حرارة السائل. وهذه الحرارة هي سبب عدم كفاءة النظام.

السرعة ومعدل التدفق

في النظام الهيدروليكي الديناميكي (المتدفق)، يتحرك السائل عبر الأنابيب بسرعة معينة. وتُقاس السرعة بوحدة قدم/ثانية (ft/s) أو متر/ثانية (m/s).

يُسمى حجم السائل الذي يمر بنقطة معينة خلال وحدة زمنية بمعدل التدفق. وفي الأنظمة الهيدروليكية تكون الوحدة المستخدمة عادةً هي جالون أمريكي/دقيقة (gpm) أو لتر/دقيقة (Lpm).

توجد علاقة بين السرعة ومعدل التدفق: فلملء وعاء سعته ٥ جالونات (١٨٫٩٥ لترًا) خلال دقيقة واحدة عبر أنبوب كبير، يجب أن يتحرك السائل بسرعة ١٠ قدم/ثانية (٣٫٠٤ متر/ثانية). أما عبر أنبوب نصف قطره نصف قطر الأنبوب الكبير، فيجب أن يتحرك السائل بسرعة ٢٠ قدم/ثانية (٦٫١٠ متر/ثانية) لتوصيل نفس معدل التدفق البالغ ٥ جالونات/دقيقة. وبذلك يبقى معدل التدفق ثابتًا، بينما تتغير السرعة.

الشكل ٢-١٧: نفس معدل التدفُّق، لكن بسرعات مختلفة. وفي الأنبوب الأصغر، يجب أن يتحرَّك السائل بسرعة أكبر لتمرير نفس الحجم كل دقيقة.

تولِّد الاحتكاك حرارةً

يولِّد السائل المتدفِّق عبر الأنابيب الهيدروليكية حرارةً بسبب الاحتكاك — وكلما زادت سرعة تدفُّقه، زادت كمية الحرارة الناتجة. وفي التطبيقات الصناعية، تبلغ السرعة الموصى بها للسائل داخل الأنابيب الواصلة بين المضخَّة والمُحرِّك ١٥ قدمًا/ثانية (٤٫٥٧٢ متر/ثانية).

تولِّد المنعطفات حرارةً

عندما يصل السائل المتدفِّق في أنبوب مستقيم إلى منعطف، فإنه يضطر إلى تغيير اتجاهه فجأة. وتتصادم جزيئات السائل مع بعضها ومع جدار الأنبوب — ما يولِّد أيضًا حرارةً. وباعتبار حجم الأنبوب، يمكن أن يولِّد منعطف واحد بزاوية ٩٠° حرارةً تعادل ما يولِّده عدة أقدام من الأنبوب المستقيم.

الفرق في الضغط

الفرق في الضغط هو الفرق بين قيمتي الضغط عند أي نقطتين في النظام. ويُخبرك الفرق في الضغط بأمرَين:

1. إنه يدل على وجود طاقة تشغيل هيدروليكية (سائل مضغوط ومتدفِّق) بين هاتين النقطتين.
2. يقيس كمية الطاقة الهيدروليكية التي تحوَّلت إلى حرارة بين هاتين النقطتين.

مثال: يُظهر مقياس الضغط ١ قراءةً مقدارها ٢٠٠ رطل/بوصة مربعة (١٣,٧٩ بار)، بينما يُظهر مقياس الضغط ٢ قراءةً مقدارها ١٨٠ رطل/بوصة مربعة (١٢,٤١ بار). إذن الفرق في الضغط = ٢٠ رطل/بوصة مربعة (١,٣٨ بار). وهذا يعني ما يلي:

3. يتدفَّق السائل من مقياس الضغط ١ نحو مقياس الضغط ٢.
4. لقد تحوَّلت طاقة هيدروليكية بقيمة ٢٠ رطل/بوصة مربعة إلى حرارة بسبب احتكاك التدفق بين المقياسين.

الشكل ٢-١٩: فرق الضغط. وتشير الانخفاض بمقدار ٢٠ رطل/بوصة مربعة عبر هذا الجزء من الأنبوب إلى وجود تدفق، كما يحدِّد كمية الطاقة الهيدروليكية المفقودة بسبب الحرارة الناتجة عن الاحتكاك.

التصميم للحد من الحرارة في الأنظمة الهيدروليكية

إن تحويل الطاقة الهيدروليكية إلى حرارة يعني أن النظام يهدر الطاقة. ولتحسين الكفاءة، يجب على المصمِّمين اختيار لزوجة الزيت المناسبة، وتحديد أبعاد الأنابيب بدقة، وتقليل عدد المنعطفات والوصلات إلى أدنى حدٍّ ممكن. وكلُّ هذه الإجراءات تقلِّل مقاومة التدفق وبالتالي تقلِّل الطاقة المفقودة على شكل حرارة.

الشكل ٢-٢٠: إنتاج الحرارة في دائرة فعلية. ويُسهم كل أنبوب ووصلة ومنعطف وصمام في حدوث انخفاض في الضغط وفقدان الطاقة.