Även om de inte är fasta, har vätskor som vatten den anmärkningsvärda förmågan att utföra användbart arbete. Hydraulik, vetenskapens gren som studerar vätskans mekaniska egenskaper, har hjälpt människor att uppfinna många användningsområden hydrauliska enheter, inklusive bromsar, hissar, kompaktorer och andra maskiner som gör livet bekvämt, produktivt och säkrare.
Hydrauliska hissar och vätskekraft
Blaise Pascal härledde en lag som förklarar hur människor kan utnyttja vätskans kraft. När du trycker på vätska i en begränsad behållare, överförs det trycket lika till alla andra punkter i behållaren. Enligt lagen är det också möjligt för ett hydrauliskt system att multiplicera krafter. Till exempel använder en hydraulisk arm dessa principer för att hjälpa dig att lyfta tusentals pund med dina händer. Du trycker ner för att applicera en liten kraft på en del av domkraftens vätska, och kraften multipliceras nog för att lyfta en bil.
Hydraulisk bromsning
Du bevittnar hydraulik i aktion varje gång du kör i ett fordon eller ser ett passera; bilbromssystem är bland de vanligaste användningarna av hydraulmaskiner. Ett fordons bromssystem har flera viktiga komponenter, och en av dem kommer i en flaska eller burk. Bromsvätska, en hydraulisk vätska, är så viktig att bromssystemen kan gå sönder utan den. När du trycker på foten på en bromspedal rör sig en kolv och stång i en huvudcylinder. Denna rörelse utövar kraft på hydraulvätska som är begränsad inuti bromsledningarna. På grund av Pascals lag rör sig trycket genom linjerna, pressar mot en annan cylinder och får fordonets bromsskor och dynor att komma i kontakt med skivan eller trumman och sakta ner hjulen.
Flygplan och hydraulsystem
Förutom att hjälpa flygplan att sakta ner på landningsbanor, hanterar hydrauliska kraftsystem klaffar, landningsställ och flygkontrollytor. Hydrauliska vätskor gör detta genom att överföra krafter som appliceras på en plats till kontroller vid en annan punkt på planet. Arbetstrycket i ett flygplans hydrauliska system kan variera från 200 till 5000 psi. Amerikas flotta av rymdfärjor innehöll hydrauliska system som kunde fungera i noll tyngdkraft och den hårda rymdmiljön.
Vätskans kraft att komprimera ämnen
Hydrauliska papperskorgar utnyttjar också det faktum att en liten mängd tryck på en innesluten vätska kan producera en starkare kraft någon annanstans i systemet. Innan avfallet soptippar komprimerar sopbilar med hydrauliska armar soporna så att det tar mindre plats. Komprimering av avfall hjälper till att spara miljön och förhindrar att deponier fylls så snabbt. Hotell, restauranger och andra företag som producerar avfall kan utnyttja vätskemekanikens kraft genom att köpa hydrauliska sopkomprimatorer.
Alla hydraulvätskor är inte lika
Viskositet, som mäter vätskans motstånd mot flöde, är en viktig egenskap hos hydraulvätska som påverkar ett hydraulsystems effektivitet. Vätskor som du väljer för ett hydraulsystem måste ha en så hög viskositetsnivå att det hindrar flöde, vilket resulterar i ökad temperatur och effektförlust.