33-99 Nr. Mufu E Rd. Distretta ta' Gulou, Nanjing, Ċina [email protected] | [email protected]
33-99 Nr. Mufu E Rd. Distretta ta' Gulou, Nanjing, Ċina [email protected] | [email protected]
Fluidu huwa kwalunkwe sustanza li m’għandhiex forma fissa. Il-fluidi jinkludu kemm il-liqwidu kif ukoll il-gassijiet.
Liqwidu, bħall-gass, jikkonsisti minn molekuli. Imma, kontrarju għall-gass, il-molekuli fil-liqwidu huma mmexxija ħafna ħdejn xulxin — imma mhux b’tali mod ħażin li jkunu mgħallqa f’pożizzjonijiet fissi bħala fis-solidu. Dan huwa r-raġuni għaliex il-liqwidu jgħmel fluw li jkun ħieles u jaqbad is-silġa tal-kontenitur tiegħu.
Figura 2-1 Il-molekuli tal-ligwid (is-soltu) huma ħarġin ħajt ħajt u f’możżjoni kostanti, filwaqt li l-molekuli tal-gass (fuq) huma b’surħa.
Il-molekuli ġewwa ligwid huma ħajt ħajt f’możżjoni — anke meta l-ligwid jibda li jkun totalment stazzjonarju. Huma ħajt ħajt isilqu u jgħaddu ħajt ħajt ħadul oħra. Din il-możżjoni molekulari tissejjaħ l-enerġija interna tal-ligwid.
Minħabba din il-możżjoni molekulari kostanti, il-ligwid iflow u jemmlu kifma taħżina li jikseh. Jekk hemm ħafna ligwid jew ftit biss, huwa dejjem jaqbel il-forma tat-taħżina. Din il-kapaċità hija ħajta ħajta marbuta mal-viskożità, li tintużza f’kapitoli li jmiss.
Minħabba li l-molekuli tal-ligwid huma ħarġin ħajt ħajt, il-ligwidi jfasslu bħas-solids f’mod importanti wieħed: huma relattivament ma’ jinkompressuxxu — ma jistgħux jinkompressuxxu f’volum iżda ħafna iżda.
Dan hu għalkemm id-divers idħlu fl-ilma bil-riżzi jew bil-idn (il-"ingress knif") minflok bil-baċċa. L-ilma ma jistax jibda 'l barra b'sħiħ b’mod ħażin meta jitqabbad b’surfa wiesga u ħażina, u l-impaqt hija bħall-impaqt mal-solidu. Ir-riżzi jew l-idn jiqsmu l-ilma b’erja żżella, u l-erja żżella tfisser impaqt ħafna iktar baxxa.
Minħabba li s-silġ hu relattivament ma jistax jinkompress, u jaqbel mal-forma ta' kull kontenitur li jkun fih, għandu vantaġġ reali meta jjiġu ttrasmissi l-forzi.
It-tlieta metodi tat-trasferiment tal-enerġija (mekkaniku, elettriku, idrawliku, pneumatiku) jistgħu ittrasmettu kemm il-forza statika (enerġija potenzjali) kemm il-forza dinamika (enerġija ċinetika). Meta t-ttrasmissjoni tal-forza statika tseħħ f’silġ, jiġri xi ħaġa speċjali.
Kontrarjament għall-forza li taġmel effett fuq is-solidu, il-forza applikata għall-silġ magħluq tinttrasmetti madwar is-silġ bħala pressjoni — u l-pressjoni hija ugwali f’kull punt fis-silġ.
Jekk inbissu pistuna li tista' tibda 'l fuq ta' kontenitur mimli bil-likwidu, il-forza li napplikaw jinżlu pressjoni, u din il-pressjoni tintilef b'mod ugwali f'kull direzzjoni permezz tal-likwidu.
Ir-reżultat huwa l-istess inda' il-pressjoni ġiet ikkrijjata — bil-pistuna, bil-id, bil-gravità, bil-bidla, bil-ajru kumpress, jew b'kombinazzjoni ta' dawn — once inside a confined liquid, il-forza tittrasforma f'pressjoni u tintilef b'mod ugwali madwar il-likwidu.
Minħabba li l-likwidu jaqbad is-silġ ta' kull kontenitur, il-pressjoni tista' tintilef irrespettivament mis-silġ tat-ta' kontenitur.
Figura 2-4: Il-forza applikata fuq il-pistuna tisir pressjoni fil-likwidu. Din il-pressjoni tintilef b'mod ugwali f'kull direzzjoni — din hija l-bażi tal-ijdraulika.
Il-proprjetà tal-likwidu li jnitli f'pressjoni b'mod ugwali f'kull direzzjoni tissejjaħ Liġi ta' Pascal, imsemmija għall-bidu tagħmel Blaise Pascal.
Il-forma matematika tal-Liġi ta' Pascal hija l-istess bħall-formula tal-pressjoni introdotta fil-Kapitolu 1:
Pressjoni (psi) = Forza (lbs) / Erea (in^2)
Pressjoni (bar) = Forza (N) / [Erea (m^2) x 100,000]
Liġi ta’ Pascal: il-pressjoni applikata għal likwidu mkissur tintilef b’mod użbli f’tutti d-direzzjonijiet permezz tal-likwidu u tagħmel forza ugwali fuq kull erja ugwali.
Il-manometru jmisur il-pressjoni li tiffranka fuq il-likwidu fis-sistema. It-tnejn it-tipi iktar komuni fis-sistemi idrawliki huma l-manometru bil-biża‘ ta’ Bourdon u l-manometru tat-tip ta’ pistuna.
Il-manometru bil-biża‘ ta’ Bourdon jikkonsisti minn wiċċ ta’ skala u minn iżda. L-iżda huwa mgħaqqad mal-biża‘ metallica kurva u fleksibbli li tissejjaħ il-biża‘ ta’ Bourdon. Il-pressjoni tas-sistema tedda fil-biża‘ permezz tal-biża‘ tal-ingress. Is-skala normalment tintbagħat fi psi, bar jew Pa.
Minn ħaġa li l-prezzjoni tas-sistema tisli, id-differenza fl-erja bejn il-baħar u l-baħar ta’ barra tat-tubu kurv jinżlu biex ifaċilitaw il-biżaħ. Din il-moviment ta’ biżaħ jissuq il-puntur fuq il-biżaħ biex juri l-prezzjoni. Il-miżuri bil-tubu ta’ Bourdon huma strumenti ta’ preċiżjoni b’akkuratezza ta’ 0,1% sa 3,0% tas-skala sħiħa; huma użati fit-testijiet tal-laburatorju jew fejn il-preċiżjoni tal-biżaħ tal-prezzjoni hija kritika.
Il-miżur bit-tip ta’ pistuna jikkonsisti minn pistuna, ħaġa ta’ bilanċ, puntur u skala. Il-prezzjoni tas-sistema tagħmel effett fuq il-wiċċ tal-pistuna, li tibbux lilha kontra l-ispring. Il-moviment tal-pistuna jissuq il-puntur fuq il-biżaħ. Is-skala hija kalibrata fi psi (bar). Il-miżuri bil-pistuna huma ħajjin u ekonomiċi — għażla komuni għall-monitoraġġ ta’ kull jum tas-sistema.
Figura 2-6 Miżur bit-tip ta’ pistuna: il-prezzjoni tas-sistema tibbux il-pistuna kontra ispring. Id-dislokażjoni tal-pistuna tibbux il-puntur.
It-tiġbor tal-prezzjoni permezz ta' likwidu miżjud huwa utli biss jekk il-prezzjoni tista' titteħbed mill-ġdid għal forza mekkanika fejn tajt. Din hija l-biżaħ tal-attur (element ta' ħażina) — li jirċievi l-prezzjoni idrawlika u jikkonvertiha għal forza mekkanika.
Il-silindru idrawliku huwa tip wieħed ta' attur.
Il-silindru idrawliku jirċievi l-prezzjoni idrawliku u jikkonvertiha għal forza mekkanika bil-linja retta (linjari). B'mezzi ta' ħbiet mekkaniċi assoċjati b'mod ħażin, din tista' tintuż ukoll biex tikseb il-moviment rotazzjonali.
Il-partijiet bażiċi tas-silindru huma: il-barrel (it-tub), il-kappelli tat-tmiem, il-pistun, ir-rod tal-pistun, u l-bużzi tat-tajjeb/tisħin. Kull tmiem għandu kappell wieħed. Il-pistun jista' jisħab fit-tul tal-barrel. Ir-rod huwa mġbur mal-pistun. Il-bużzi tat-tajjeb u t-tisħin f'kull tmiem tal-barrel jippermettu l-liqwidu operattiv li jidħol u jieħor.
Figura 2-8 Sezzjoni trasversali tas-silindru idrawliku. Il-lijuid idħol minn bużza waħda, iżda l-pistun, u r-rod jitwassal. Il-lijuid li jieħor mis-sekond bużza jirreżorna fit-tank.
Meta li l-bużżon tal-ingress tal-ċilindru jikun magħmul ma’ s-sistema, il-ċilindru isir part ta’ s-sistema. Il-prezzjura minn punt A tittrasmetti mis-sistema għall-pistun ġewwa l-ċilindru. Din il-prezzjura li taġmel azzjoni fuq l-erja tal-pistun toħloq forza mekkanika f’punt B — fil-biża‘ tar-rod.
Meta t-taħżin tal-prezzjura jittrasmetti permezz ta’ likwidu miżżid, ħaġa ċerta li tibda tisir tħallat toħloq il-prezzjura. F’kull eżempju li ġie murija sal-lum, il-part li tibda tisir tħallat hija l-pistun. Jekk inaqsmu l-forza bil-erja tal-pistun, niksbu l-prezzjura fis-sistema (P = F/A).
Il-ħidrawlika tista’ tizdied (timmoltiplika) il-forza mekkanika. Il-fattur ta’ moltiplikazzjoni jiddependi mill-erja tal-pistun tal-ċilindru li jikkorrispondi mal-ħidrawlika (in² jew cm²). Għalkemm il-prezzjura tittrasmetti b’mod ugwali permezz ta’ likwidu miżżid, jekk il-pistun tal-ċilindru tal-output ikun ikbar minn dak tal-input, il-forza tal-output ikun ikbar minn dik tal-input.
Eżempju: Forza ta’ 5,000 lbs (22,200 N) tagħmel azzjoni fuq pistun b’erja ta’ 10 in² (64.52 cm²), li toħloq prezzjura ta’:
P = F / A = 5,000 lbs / 10 in² = 500 psi (34.5 bar)
Dak li jmiss 500 psi jaġmel effett fuq pistun ta’ ħruġ b’erja ta’ 15 in² (96.78 cm²):
F_out = P x A_out = 500 psi x 15 in² = 7,500 lbs (33,360 N)
Formula tat-ta’ ħżin: F_out = P x A_out fejn P = F_in / A_in
Figura 2-9 It-ta’ ħżin mekkaniċi. Iż-żda pressjoni jaġmel effett fuq it-tnejn il-pistuni, imma l-pistun ikbar jipproduċi iktar ħżin. F = P x A.
Intensifikatur ta’ pressjoni (li jissejjaħ ukoll booster) jista’ jimmexxi l-pressjoni idrawlika. Huwa juża tnejn il-pistuni magħquda b’rodd wieħed ġewwa ħanut wieħed b’porti ta’ ħruġ, ta’ ħruġ u ta’ drenaggi. Il-pistun kbir jirreġistra l-pressjoni tas-sistema; il-ħżin li jipproduċi huwa applikat fuq il-pistun iż-żaqquż, li jipproduċi pressjoni ta’ ħruġ iktar għolja minħabba li l-erja hija iż-żaqquż.
Il-pistun kbir jissensu l-prezzjoni tas-sistema u jitrasmitt il-forza b'dan il-modu permezz tar-rod għall-pistun żżirba. Minħabba li l-pistun żżirba għandu erja iżda, il-prezzjoni tal-output fil-biża' tal-pistun żżirba hija ogħla — il-prezzjoni tintensifika.
Eżempju: Forza ta’ 5,000 lbs (22,200 N) taġmel effett fuq il-pistun kbir (erja: 15 in² / 96.78 cm²). Prezzjoni = 333 psi (22.9 bar). Din il-forza tinttrasferixxi għall-pistun żżirba (erja: 0.76 cm²). Prezzjoni tal-output = 5,000 lbs / 0.76 cm² x (1/10,000) = 2,000 psi (137.9 bar). Il-forza tal-output = 30,000 lbs (133,200 N).
Użu komuni għall-intensifikaturi tal-prezzjoni huwa fit-tfixkijiet tat-taħżin.
Figura 2-11 Intensifikatur tal-prezzjoni. Il-pistun kbir jitrasmitt il-forza tiegħu għall-pistun żżirba, li għandu erja ħafna iżda — li jipproduċi prezzjoni ħafna ogħla fil-output.
Il-għan ta’ użare l-istrukturi idrawliki (jew kwalunkwe metodu ieħor ta’ b’trasferiment ta’ enerġija) f’makina huwa li jsiru ħobż utli. Biex il-silindru jagħmel ħobż, irrid ikollu japplika forza fuq il-biża’ u jibdelu minn post għall-post — għalkemm is-sistema għandha komponent li jista’ juża l-enerġija biex ipprovdil il-fluss kontinwu ta’ likwidu.
Kull imma li ħaddna sa llum li toħloq pressjoni f’likwidu meħluż tużal pistuni u silindri. Il-piston japplika l-forza; is-silindru jissegga l-likwidu. Dan it-tip ta’ apparat jissejjaħ akumulatur.
L-akumulatur jista’ jistorej l-enerġija potenzjali ta’ likwidu soġġett għall-pressjoni. Din l-enerġija potenzjali sturata tista’ tittrasformah għall-enerġija ta’ ħobż (fluss u pressjoni).
Eżempju: Akumulatur ta’ 500 psi (34.5 bar) jipprovdil pressjoni biex iżda’ l-biża’. Mis-500 psi sturati, 400 psi (27.6 bar) jintużaw biex jaqbdu r-reżistenza tal-biża’, u r-rimanent tal-pressjoni jittrasformah għall-fluss biex iżda’ l-biża’.
Il-akkumulaturi għandhom limitazzjoni: jekk il-baħar huwa ħafna kbir, jista' ma jkunx hemm biżżeft pressjoni biex it-taħdem kontra, għalkemm ma tista' ssir xejn ta' ħidma. Ukoll, wara li l-ligwid sturat ġie ffurmat b'sħiħu, m’għandekx iktar fluss.
Biex toħloq pressjoni biżżeft biex it-taħdem kontra baħar u tkompli tiffru fluss kontinwu, meħtieġa ħaġa differenti — il-pump idrauliku ta' displaċament pożittiv.
Figura 2-12 Operazzjoni tal-akkumulatur. Il-pressjoni sturata tista' tibbux baħar, imma wara li l-fluid ġie esaurit, il-fluss jistenna — l-akkumulatur ma jistax jipprovdil il-ħidma kontinwa biss.
Il-pump ta' displaċament pożittiv jipproduċi fluss kontinwu ta' ligwid bil-użu ta' moviment intern ripetut ta' tip reċiproku jew rotatorju. Jipprovdi kemm l-enerġija ċinetika (fluss) kif ukoll l-enerġija ta' pressjoni — l-enerġija ta' ħidma meħtieġa biex issir ħidma idraulika kontinwa.
Pompa b'piston b'riċerkatura għandha piston konness ma' motur primarju (magna jew mutur elettriku) permezz ta' maniġer jew cam. Il-bajd u l-ħruġ għandhom kull wieħed valv ta' kontroll tat-tip tal-bola. Meta l- piston jitneħħa, il- volum intern jespandi, il- billa tad- daħla tiftaħ u l- likwidu jgħaddi. Meta l-piston jiġi mġiegħel jidħol, il-volum jonqos, il-pressjoni tiżdied, il-ballun tad-dħul jagħlaq, u l-ballun tal-ħruġ jinfetaħ u jissuġġerixxi likwidu fis-sistema. Il- moviment kontinwu taʼ quddiem u lura jipproduċi fluss li jitfaʼ; il- pressjoni tistaʼ tkun kull ma tkun teħtieġ is- sistema.
Figura 2-13 Pump tal-piston reċiproċi. Il- piston jimxi ġewwa u barra, iġbed iż- żejt fil- kontroll tad-dħul u jissuġġerixxih barra permezz tal- kontroll tal- ħruġ.
Il-pompa l-aktar komuni fis-sistemi idrawliċi industrijali hija l-pompa rotattiva b'dispussjoni pożittiva. Dan jipproduċi fluss relattivament bla xkiel, taħt pressjoni u huwa faċli biex jitmexxa b'mutur elettriku jew magna. Kull revolutjoni tal-element li jduru tiddesponi volum fiss ta' likwidu.
Il-bomba roturja għandha kaxxa u assimblija roturja. Il-kaxxa għandha inlet u outlet. L-assimblija roturja tġenera l-fluss u l-prezzjoni. L-eżempju murija għandu rotor u vanni li jistgħu jinżlu u jissortu liberament mis-slotijiet tar-rotor.
L-assimblija roturja hija mmożżata b'mod eċċentriku (barra minn ċentru) ġewwa l-kaxxa u ġejja imwaħħla bil-maħbub primarju permezz tat-taħt tal-ġibda — ir-rotor idur. Meta r-rotor idur, il-forza ċentrifuga tispiża l-vanni ħut barra kontra l-biża' tal-kaxxa, ifformaw kamrati miżżedda. Nell-inlet il-volum tal-kamra jikber, u l-liqwid jintużat. Nell-outlet il-kamra tinqas, it-taħt jikkumpli, u l-liqwid jitwettaq barra mis-sistema. Il-bomba toħloq biss prezzjoni ekwivalenti l-iktar reżistenza baxxa fis-sistema — xejn iktar.
Figura 2-15: Bomba roturja b’vanni. Il-vanni li jseħħu kontra l-biża' tal-kaxxa joħloqu kamrati li jikbru (inlet) u jinqassu (outlet) meta r-rotor idur.
F’sistema idrauliku, il-prezzjoni u r-resistenza jidheru direttament relatati. Il-pump ittieħed il-liqwid fis-sistema; il-livell tal-prezzjoni jiġi ddeterminat bil-livell tar-resistenza. Resistenza għolja → prezzjoni għolja; resistenza baxxa → prezzjoni baxxa. Ir-resistenza għall-fluss tal-liqwid tiddetermina kemm prezzjoni tintuża.
Il-pump jifronta żewġ tipi ta’ resistenza: ir-resistenza tal-baħar u r-resistenza tal-fluss. Jekk nirratu r-resistenza tal-fluss, ir-resistenza waħda li toqgħod hija ddaħħla. Jekk hemm bżonn ta’ 200 psi (13,8 bar) biex it-taħdem ir-resistenza tal-baħar, il-pump jipproduċi 200 psi u jibbissu l-enerġija idraulika ħajja fit-atturatur, li mbagħad jibbissu l-baħar.
Ir-resistenza tal-fluss hi ħajja ħajja. Tiftaħ il-pump li jibbissu aktar enerġija mis-sors primarju u jipproduċi prezzjoni ogħla biex jit-taħdemha.
Figura 2-16 Resistenza u prezzjoni. Il-prezzjoni tal-pump tirsa biex tit-taħdem il-kulma totali tar-resistenza li tiffrenta — ir-resistenza tal-baħar plus ir-resistenza tal-fluss (tar-rubbing).
L-enerġija zussera li l-bomba tiffranka fis-silta biex it-taħdem il-resistenza tal-fluss ma tibdelx għall-enerġija idraulika utli fil-attur — hi mkoħħsa mis-silta bħala friżzjoni tal-fluss. Din l-"enerġija mkoħħsa" ma tifredx bil-sens tal-konservazzjoni; hi mmexxija bħala ħoss, li jżid it-temperatura tas-silta. Dan il-ħoss huwa l-biżżon tas-sistema.
F’sistema idraulika dinamika (li tifflu), is-silta tittrasferixxi fit-tubijiet b’velocità partikolari (ħsara). Il-velocità tintwela b’ft/s (piedi bil-sekonda) jew m/s.
Il-volum tas-silta li jaqbod punt partikolari f’unitajt ta’ ħin jisemmi ħlas tal-fluss. F’sistemi idrauliċi l-unità hija ħalqa gpm (galluni Amerikani bil-minuta) jew Lpm (litri bil-minuta).
Il-velocità u l-ħlas tal-fluss huma relatati: biex timlel kontenitur ta’ 5 gallun (18.95 L) f’minuta waħda permezz ta’ tubu kbir, is-silta tittrasferixxi b’velocità ta’ 10 ft/s (3.04 m/s). Permezz ta’ tubu b’nofs id-dijametru, is-silta trid tittrasferixxi b’velocità ta’ 20 ft/s (6.10 m/s) biex tiffrankal-istess 5 gpm. Il-ħlas tal-fluss huwa l-istess; il-velocità hija differenti.
Figura 2-17 Isteżż li jkun ugwali, veloċità differenti. F’pipa iżda ħarif, il-fluid irrid jibda aktar malajr biex jaqsam l-istess volumu kull minuta.
Il-liquid li jgħmel il-bidu permezz ta’ pipi idrawliċi jġenera ħoss b’sabba tal-frizzjoni — iktar malajr li jgħmel il-bidu, iktar ħoss li jinħoloq. F’applikazzjonijiet in dustrijali, il-veloċità rikummandata tal-fluid ġewwa l-linja bejn il-pumpa u l-attur hija 15 ft/s (4.572 m/s).
Il-liquid li jgħmel il-bidu f’pipa dritta li jasal għall-bend irrid ibiddel id-direzzjoni b’surpresa. Il-molekuli tal-fluid jikkulidu b’xulxin u bil-bidu tal-pipa — dan ukoll jġenera ħoss. Skont id-daqs tal-pipa, elbou 90° wieħed jista’ jġenera bħal ħoss bħall-li jinħoloq f’ħames pied ta’ pipa dritta.
Id-differenza ta’ pressjoni hija d-differenza bejn il-pressjoni f’kull żewġ punti fis-sistema. Id-differenza ta’ pressjoni tgħidlek tnejn:
Eżempju: Il-manometru 1 jqari 200 psi (13.79 bar); il-manometru 2 jqari 180 psi (12.41 bar). Id-differenzja = 20 psi (1.38 bar). Dan ifisser:
Figura 2-19: Id-differenzja tal-prezzjoni. It-tqassim ta’ 20 psi fuq din is-sezzjoni tat-tubu juri li hemm fluss u jikkwantifikka l-enerġija idraulika persa b’sħana minħabba l-frizzjoni.
Il-konverżjoni ta’ enerġija idraulika b’sħana ifisser li s-sistema tkun qed tiflaħ enerġija. Biex jinteffettwa l-effiċjenza, id-disinjaturi irridu jagħżlu l-viskożità ħażina tajba, jiddefinixxu t-tubi bil-biżża tajba, u jinnaqqu l-ġmiel ta’ għanb u ta’ konnessjonijiet. Kulhom dawn innaqqu r-reżistenza tal-fluss u għalhekk innaqqu l-enerġija persa b’sħana.
Figura 2-20: Il-ġenerazzjoni tas-sħana f’ċirkwit reali. Kull tubu, konnessjoni, għanb u valv jikkontribu għall-tqassim tal-prezzjoni u għall-persa ta’ enerġija.
FORMULI EWLIENI - KAPITLU 2
|
Kunċett |
Formola |
Unitajiet / Noti |
|
Liġi ta’ Pascal / Prezzjoni |
P = F / A |
psi = lbs/in^2 | bar = N/(m^2 x 100,000) |
|
Forza mis-seħħa |
F = P x A |
lbs = psi x in^2 |
|
Multażżjoni tal-forza |
F_out = (A_out / A_in) x F_in |
Ir-rapport bejn l-erja tal-pistuni jiddetermina l-għan |
|
Intensifikazzjoni tal-pressjoni |
P_out = (A_in / A_out) x P_in |
Area ta’ uskita iżda = pressjoni ta’ uskita ogħla |
Bidla mal-HOVOO, fattorie ċīna tal-segnatura. Produzzjoni ta 'PU, Gomma u PTFE sigilli. Il-Sigilli jinklużu O-ring, segnet tas-silindru, segno tar-rod, Gray ring u gas seal.
EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
SR
SK
VI
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
CY
IS
KA
UR
LA
TA
MY
