Гидравликалык пресстин кантип иштээрин түшүнүү үчүн идиштерди байланыштыруу эрежесин эстейли. Анын автору Блез Паскаль алар бир тектүү суюктук менен толтурулган болсо, анда анын деңгээли бардык идиштерде бирдей экенин аныктаган. Бул учурда, контейнерлердин конфигурациясы жана алардын өлчөмдөрү маанилүү эмес. Макалада гидравликалык пресстин түзүлүшүн жана иштөө принцибин түшүнүүгө жардам бере турган байланыш контейнерлери боюнча бир нече эксперименттер сүрөттөлөт.
Эксперимент
Келгиле, бизде кесилиштери ар кандай болгон байланыш кемелери бар дейли. Кичинесинин аянтын s менен, чоңун S менен белгилейбиз. Идиштерге суюктук толтуралы. Байланышчу идиштердин мыйзамына ылайык, суюктуктардын беттери бирдей бийиктикте.
Идиштерди жогору жактан поршеньдер менен жабалы. Биз s жана S поршеньдердин аймактары деп болжолдоого болот. Кичинекейин f күчү менен басыңыз. Ал төмөндөйт, суюктук түшөтчоңураак цилиндрге агып, сол жактагы поршень көтөрүлө баштайт. Анын көтөрүлүшүнө жол бербөө үчүн биз да ага күч колдонобуз. Аны белгилеңиз F.
Гидравликалык пресстин кантип иштээрин түшүнүү үчүн, келгиле, бул эки күчтүн ортосундагы байланышты табууга аракет кылалы. Биз тең салмактуулук шартынан чыгабыз. Биз идиштерди поршеньдер менен жапканга чейин, суюктуктар тең салмактуулукта болчу. Танктардагы басым бирдей болгон (p=P). Суюктук тең салмактуу бойдон калуусу үчүн эки поршенди тең басыңыз. P жана P басымдары, албетте, жогорулайт. Бирок, алар мурдагыдай эле бойдон кала берет, анткени алар ошол эле кошумча суммага көбөйөт. Бул поршеньдер тарабынан түзүлгөн басымдын көлөмү. Ал Паскаль мыйзамына ылайык бардык жерде берилет.
Бул жерде тең салмактуулук шарты: p=P. Сиз поршеньдер тарабынан түзүлгөн басымды, же суюк мамычанын басымын карап көрө аласыз. Натыйжа да ушундай болот. Поршеньдердин пайда кылган басымы суюктук колоннасынын гидростатикалык басымынан миң эсе чоң экенине көңүл буруңуз. Бир нече сантиметр бийиктиктеги суунун мамычасы жүздөгөн паскал басымын жаратат. Ал эми поршендик басым жүздөгөн килопаскаль, кээде мегапаскаль. Ошондуктан, кийинкиде биз суюктук мамычасынын басымын этибарга албайбыз жана p жана P басымдары f жана F күчтөрү тарабынан гана түзүлөт деп ойлойбуз.
Поршендердин басым күчүнүн алардын аянтына көз карандылыгы
Формуласын чыгаралы, ансыз гидравликалык пресстин иштөө принциби түшүнүксүз болуп калат. p=f/s жана ушуга окшош P=F/S. Келгиле, тең салмактуулук шартына алмаштыруу жасайлы. f/s=F/S. Эми f жана F күчтөрүн салыштырып көрөлү. Бул үчүн туюнтумдун сол жана оң бөлүктөрүн теңS га көбөйтүп, f га бөлүү. Биз fS/sf=FS/Sf алабыз. Эки бөлүктө тең f жана S жокко чыгаралы. Натыйжада F/f=S/s бирдейлиги болот.
Утуш түшүнүгү жарактуу
Эгер S>s болсо, анда чоң идиштеги поршеньдеги басым күчү кичинекей поршеньди баскан күчтөн канча эсе көп болот, чоңураак поршеньдин аянты анын аянтынан канча эсе ашат кичинекей. Башкача айтканда, кичинекей поршеньге бир аз күч колдонуу менен, чоң идиште биз кичинекей поршеньге баскандай күчкө караганда бир топ чоң күчкө ээ болобуз. Бул күчкө ээ болуу деп аталган эффект. Ал күчтөрдүн канча жолу айырмаланарын көрсөтөт, б.а., F жана f катышы кандай. Эгерде кесилиштери такыр башкача болгон идиштерди алсак, анда биз он же миң эсе күчкө ээ боло алабыз. Күчтөрдү талдоо муну ачык көрсөтөт: күчтүн жогорулашы чоң жана кичине поршеньдин аянттарынын катышына барабар.
Гидравликалык машинанын поршеньдеринин кыймылы
Көптөгөн тармактар гидравликалык пресстин принцибинде колдонулат: физика, курулуш, материалды кайра иштетүү, айыл чарба, автомобиль жана башкалар. Гидравликалык машиналарды колдонуунун мисалдары сүрөттө көрсөтүлгөн.
Бир эле поршеньдер менен байланышып турган эки идиштерди карап көрөлү, бирок эми биз күчкө эмес, поршеньдердин кыймылда турган аралыкка көңүл бурабыз. Алардын баштапкы абалы башка экенин элестетиңиз. S аянты бар поршень s аянты бар поршенден төмөн жайгашкан. Кичинекей поршенди h аралыкка жылдыралы. Кичинекей идиштеги суу чоңураак идишке өттү жанапоршеньге басылды. Ал H бийиктигине жылды.
Аянттардын ортосундагы катышты билип, бийиктиктердин ортосундагы катышты табабыз. Сол цилиндрден оңго карай басым астында өткөн көлөм v менен белгиленет. Оң цилиндрге көлөмү V суюктук кирди. Суюктук кысылбайт. Муну кантип математикалык түрдө жазууга болот? v=v. Көлөмдү аянты жана бийиктиги боюнча билдириңиз. v=sh жана V=SH. Ошентип, sh=SH. S/s=h/H. Демек, күчтүн жогорулашы F/f=h/H. Бул катыш бизге гидравликалык пресстин кантип иштээри жөнүндө түшүнүк берет. Биз тыянак чыгарабыз, анткени F fдан чоң, анда H hдан кичине жана ошол эле фактор боюнча.
Гидравликалык машина жүз эсе күч берет дейли. Бул кичинекей поршенди 100 мм түшүрсөк, экинчи поршень 1 мм гана көтөрүлөт дегенди билдирет. Ал эми күчкө миң эсе пайда берген машиналар бар. Бирок поршенде машина турганда жана аны бир нече метр бийиктикке көтөрүү керек болгондочы?
Гидравликалык пресстин конструкциясы жана иштөө принциби
Кичинекей аймактын поршенинде мотордун май сактагычына баруучу түтүктү жаап турган клапан бар. Суу көбүнчө гидравликалык пресстерде колдонулбайт, анткени ал дат басуучу жана кайноо температурасы салыштырмалуу төмөн. Поршень тутканы айдайт. Суюктук кичинекей цилиндрден чоңуна түтүк аркылуу өткөрүлөт.
Чоң идиште клапан жана поршень да бар. Биз рычагды көтөргөндө, атмосферанын жардамы менен майбасым кичинекей цилиндрге соруп жатат. Поршеньди түшүргөндө клапан жабылат, май кете турган жер жок, ошондуктан ал чоңураак идишке кирет. Ал андагы клапанды көтөрөт, майдын көлөмү көбөйөт, ушундан улам поршень көтөрүлөт. Кичинекей поршенди кайра көтөргөндө, чоң идиштеги клапан жабылат, андыктан май эч жакка кетпейт жана поршень ордунда калат.
Гидравлика пресстин иштөө принциби кичинекей поршендин ар кандай термелүүсү чоң поршендин жогору карай кыймылына дайыма алып келе тургандай. Аппаратта чоң поршень ылдый түшүүгө мүмкүндүк берүүчү механизм бар. Бул чоңураак идиштеги кран менен шланг. Кранды жапканда чоң цилиндрди жабабыз, аны ачканда гидравликалык прессти баштапкы абалына кайтарабыз, май агып кетет. Ал резервуарга кайтып келет, бул поршенди түшүрүүгө мүмкүндүк берет.
