Podstawowa zasada.

Ciecz zamknięta w ograniczonej przestrzeni przenosi ciśnienie. Dla tłoka z ciśnieniem po jednej stronie idealna siła jest iloczynem ciśnienia i powierzchni czynnej: F = pA. Jeśli ciśnienie działa po obu stronach, należy uwzględnić przeciwne siły.

Ciśnienie działa we wszystkich kierunkach, nie tylko ku górze. Ściany cylindra i uszczelnienia utrzymują je wewnątrz, a poruszający się tłok lub nurnik przekształca je w użyteczną siłę. Konstrukcja przenosi wynikające z tego siły reakcji.

Idealne obliczenie dla tłoka.

Przykład krok po kroku

Ciśnienie 2 MPa działające na 0.01 m² wytwarza 20,000 N. Pomija to tarcie, ciśnienie przeciwne i efekty dynamiczne.

Prześledź zależność.

  1. CiśnienieDziała na powierzchnię czynną.
  2. Pole powierzchniWyznacza siłę przy danym ciśnieniu.
  3. SiłaPrzemieszcza lub podtrzymuje obciążenie.
Zależności koncepcyjne; układy różnią się między instalacjami.

Powiąż to z dźwigiem.

Większa powierzchnia daje większą siłę przy tym samym ciśnieniu, ale wymaga również większej ilości cieczy dla tej samej drogi. Hydrauliczne zwielokrotnienie siły nie tworzy energii: mniejszy tłok wejściowy musi pokonać większą drogę, aby dostarczyć objętość potrzebną większemu tłokowi.

Bliższe spojrzenie

W przykładach wprowadzających ciecze często traktuje się jako nieściśliwe. Rzeczywiste ciecze nieznacznie się sprężają, a zawarte w nich powietrze może znacznie zmienić sztywność i reakcję.

Sprawdź swoją wiedzę

Czy podwojenie pola tłoka podwaja jego prędkość przy tym samym przepływie?

Pokaż wyjaśnienie

Nie. Przy tym samym ciśnieniu podwaja idealną siłę, ale przy tym samym natężeniu przepływu zmniejsza prędkość o połowę.

Dalsza lektura.

Lektura opcjonalna, pozwalająca dokładniej zgłębić tę lekcję.

  • OpenStax: prawo Pascala i hydraulika

    Zacznij tutaj: rysunek 14.16 i równanie 14.12 pokazują, jak jednakowe ciśnienie może wytwarzać różne siły przy różnych polach tłoków.