Onderwerpen:
- Druk in een hydraulisch systeem
Druk in een hydraulisch systeem:
Hydraulische systemen werken volgens de wetten van hydrostatica. De Wet van Pascal luidt: “De druk in een gecomprimeerde, in rust zijnde vloeistof, plant zich in een gesloten systeem in alle richtingen gelijkmatig voort”.
De volgende animatie toont het principe van een hydraulisch systeem met twee zuigers, leidingen met een drukmeter en olie (blauw gekleurd).
De linker zuiger wordt met een bepaalde kracht (F1) naar beneden geduwd. Ten gevolge van de vloeistofverplaatsing in de linker zuiger, wordt de rechter zuiger met de kracht (F2) omhoog gedrukt. De diameters van beide cilinders zijn hetzelfde. In deze paragraaf gaan we de drukken en krachten in twee hydraulische systemen berekenen.
Om de kracht F2 te berekenen, moeten we eerst het gewicht (kg) en de zwaartekrachtversnelling (m/s²) achterhalen. Het gewicht van de fictieve BMW is 1000 kg. De zwaartekracht-versnelling ronden we af op 10. Met die gegevens vullen we de formule in om de benodigde kracht te berekenen:
Met de volgende formule kan de druk berekenen welke door de manometer wordt aangegeven:
Waarbij:
- p = druk in Pa (Pascal)
- F = kracht in N (Newton)
- A = oppervlak in m²
We vullen de formule in om de vloeistofdruk onder de beide zuigers te berekenen.
Een geheugensteuntje:
- 1 kPa (kilopascal) = 1.000 Pa;
- 1 MPa (megapascal) = 1.000.000 Pa;
- 1 bar = 100.000 Pa = 100.000 N/cm².
Een druk van 10.000.000 Pa is dus gelijk aan 100 bar.
In de volgende animatie is de diameter van de rechter zuiger vertienvoudigd. De druk onder de rechter zuiger berekenen we met het oppervlak (A2) van 100 cm².
De vloeistofdruk in het gehele systeem is hetzelfde. De druk vullen we in de volgende formules in:
De formules tonen aan dat de auto van 1000 kg kan worden opgetild met een kracht (F1) op de linker zuiger van 100 kg. De afstand die de linker zuiger aflegt is in verhouding tien keer groter dan van de rechter zuiger.
We kunnen met het invullen van de volgende vergelijking aantonen dat de druk in het gehele systeem gelijk is:
Gerelateerde pagina: