Usi dei sistemi idraulici

Anche se non sono solidi, i fluidi come l'acqua hanno la notevole capacità di svolgere un lavoro utile. L'idraulica, la branca della scienza che studia le proprietà meccaniche dei fluidi, ha aiutato le persone a inventare molti usi di dispositivi idraulici, inclusi freni, sollevatori, compattatori e altre macchine che rendono la vita comoda, produttiva e più sicura.

Blaise Pascal ha derivato una legge che spiega come le persone possono sfruttare il potere dei fluidi. Quando si applica pressione a un liquido in un contenitore confinato, tale pressione si trasmette equamente a tutti gli altri punti del contenitore. Secondo la legge, è anche possibile che un sistema idraulico moltiplichi le forze. Ad esempio, un braccio idraulico utilizza questi principi per aiutarti a sollevare migliaia di libbre usando le mani. Premi verso il basso per applicare una piccola forza a una parte del fluido del cric e la forza si moltiplica abbastanza per sollevare un'auto.

Assisti all'azione dell'idraulica ogni volta che guidi in un veicolo o vedi un passaggio; i sistemi frenanti per auto sono tra gli usi più comuni delle macchine idrauliche. L'impianto frenante di un veicolo ha diversi componenti critici e uno di questi è contenuto in una bottiglia o in una lattina. Il liquido dei freni, un liquido idraulico, è così importante che i sistemi frenanti potrebbero guastarsi senza di esso. Quando premi il piede sul pedale del freno, un pistone e un'asta in un cilindro principale si muovono. Questo movimento esercita una forza sul fluido idraulico vincolato all'interno delle linee dei freni. A causa della legge di Pascal, la pressione si sposta attraverso le linee, preme contro un altro cilindro e fa sì che le ganasce e le pastiglie dei freni del veicolo entrino in contatto con il disco o il tamburo e rallentino le ruote.

Oltre ad aiutare gli aerei a rallentare sulle piste, i sistemi di alimentazione idraulica gestiscono i flap, il carrello di atterraggio e le superfici di controllo del volo. I liquidi idraulici lo fanno trasferendo le forze applicate in una posizione ai controlli in un altro punto dell'aereo. La pressione di esercizio nel sistema idraulico di un aeroplano può variare da 200 a 5.000 psi. La flotta americana di navette spaziali conteneva sistemi idraulici che potevano funzionare in assenza di gravità e nel duro ambiente dello spazio.

I compattatori di rifiuti idraulici sfruttano anche il fatto che una piccola quantità di pressione su un fluido contenuto può produrre una forza maggiore in altre parti del sistema. Prima che i rifiuti arrivino in discarica, i camion della spazzatura con bracci idraulici compattano la spazzatura per farle occupare meno spazio. La compattazione dei rifiuti aiuta a salvare l'ambiente e impedisce che le discariche si riempiano così rapidamente. Hotel, ristoranti e altre attività che producono rifiuti possono sfruttare la potenza della meccanica dei fluidi acquistando compattatori idraulici per rifiuti.

La viscosità, che misura la resistenza di un liquido al flusso, è una proprietà importante del fluido idraulico che influenza l'efficienza di un sistema idraulico. I fluidi scelti per un sistema idraulico devono avere un livello di viscosità così alto da ostacolare il flusso, con conseguente aumento della temperatura e perdita di potenza.