Hidráulica
Hidráulica , ramo de Ciência preocupada com as aplicações práticas de fluidos, principalmente líquidos, em movimento. Está relacionado com mecânica dos fluidos ( q.v. ), que em grande parte fornece sua fundamentação teórica. A hidráulica lida com questões como o fluxo de líquidos em tubulações, rios e canais e seu confinamento por represas e tanques. Alguns de seus princípios se aplicam também a gases, geralmente nos casos em que as variações na densidade são relativamente pequenas. Consequentemente, o escopo da hidráulica se estende a dispositivos mecânicos como ventiladores e turbinas a gás e sistemas de controle pneumático.
Líquidos em movimento ou sob pressão fizeram um trabalho útil para o homem por muitos séculos antes do cientista-filósofo francês Blaise Pascal e físico suíço Daniel Bernoulli formulou as leis nas quais se baseia a moderna tecnologia de energia hidráulica. A lei de Pascal, formulada por volta de 1650, afirma que a pressão em um líquido é transmitida igualmente em todas as direções; ou seja , quando a água é feita para encher um recipiente fechado, a aplicação de pressão em qualquer ponto será transmitida para todos os lados do recipiente. Na prensa hidráulica, a lei de Pascal é usada para aumentar a força; uma pequena força aplicada a um pequeno pistão em um pequeno cilindro é transmitida através de um tubo para um grande cilindro, onde é pressionada igualmente contra todos os lados do cilindro, incluindo o grande pistão.
Lei de Bernoulli , formulado cerca de um século depois, afirma que a energia em um fluido é devida à elevação, movimento e pressão, e se não houver perdas devido ao atrito e nenhum trabalho realizado, a soma das energias permanece constante. Assim, a energia da velocidade, derivada do movimento, pode ser parcialmente convertida em energia de pressão, aumentando a seção transversal de um tubo, o que retarda o fluxo, mas aumenta a área contra a qual o fluido está pressionando.
Até o século XIX não era possível desenvolver velocidades e pressões muito maiores do que as proporcionadas pela natureza, mas a invenção das bombas trouxe um vasto potencial de aplicação das descobertas de Pascal e Bernoulli. Em 1882, a cidade de Londres construiu um sistema hidráulico que distribuía água pressurizada por condutas de rua para acionar as máquinas nas fábricas. Em 1906, um importante avanço nas técnicas hidráulicas foi feito quando um sistema óleo-hidráulico foi instalado para levantar e controlar os canhões do USS Virginia. Na década de 1920, unidades hidráulicas autônomas consistindo de um bombear , controles e motor foram desenvolvidos, abrindo caminho para aplicações em máquinas-ferramenta, automóveis, máquinas agrícolas e de movimentação de terras, locomotivas, navios, aviões e espaçonaves.
Em sistemas de energia hidráulica, há cinco elementos: o acionador, a bomba, as válvulas de controle, o motor e a carga. O driver pode ser um motor elétrico ou um motor de qualquer tipo. A bomba atua principalmente para aumentar a pressão. O motor pode ser uma contraparte da bomba, transformando a entrada hidráulica em saída mecânica. Os motores podem produzir rotativos ou recíproco movimento na carga.
O crescimento da tecnologia de energia fluida desde a Segunda Guerra Mundial tem sido fenomenal. Na operação e controle de máquinas-ferramentas, máquinas agrícolas, máquinas de construção e máquinas de mineração, a energia fluida pode competir com sucesso com os sistemas mecânicos e elétricos ( Vejo fluídica). Suas principais vantagens são a flexibilidade e a capacidade de multiplicar as forças com eficiência; ele também fornece uma resposta rápida e precisa aos controles. A potência do fluido pode fornecer uma força de algumas onças ou de milhares de toneladas.
Os sistemas de energia hidráulica se tornaram uma das principais tecnologias de transmissão de energia utilizadas por todas as fases da atividade industrial, agrícola e de defesa. Aeronaves modernas, por exemplo, usam sistemas hidráulicos para ativar seus controles e operar trens de pouso e freios. Praticamente todos os mísseis, bem como seus equipamentos de suporte terrestre, utilizam energia fluida. Os automóveis usam sistemas de energia hidráulica em suas transmissões, freios e mecanismos de direção. A produção em massa e sua prole, a automação, em muitas indústrias têm seus alicerces na utilização de sistemas de energia fluida.
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