Hidrolik Sistem Nedir?

1143

Hidroliğin insanlık tarihinde kullanılması da tıpkı pnömatik gibi milattan öncelere rastlamıştır. Antik Yunan, Mısır, Çin ve daha birçok medeniyette sulama ve suyu taşımada basit hidrolik kanunları kullanılmıştır. Hidrolik alanındaki bilimsel çalışmalar ise Galileo ile başlamış; Toriçelli ile devam etmiş en son olarak 17. Yüzyılda Pascal ile hidrostatik teorisi tamamlanmıştır. Sonrasında Isaac Newton akış direnci ve viskozite gibi tanımları hidrolik teorisine eklemiştir. Akma, enerji ve güç üretme, sıkıştırılamama gibi özelliklerinin bulunması sıvıların, hidrolik enerji üretmekte kaynak olarak kullanılmasını sağlanmıştır.

Genel tanım olarak; kuvvet ve hareket üretmek ve bu kuvveti iletmek için sıvı akışkan kullanma işine hidrolik denir.

Neden Hidrolik?

Hidrolikte, sıvıların sıkıştırılamama özelliğinden dolayı yüksek çalışma basınçları kolayca sağlanırken buna paralel olarak ağır işler için ihtiyaç duyulan büyük kuvvetler de elde edilmiş olur. Pnömatiğin aksine; hidrolik büyük kuvvetlere ihtiyaç duyulan buna rağmen hassas konumlamanın gerektiği uygulamalar için çok idealdir. Böylelikle sistem için belirlenen hız ve kuvvetler de kademesiz ve hassas olarak ayarlanabilir. Hidrolik sistemlerin çalışma esnasında kontrolleri kolaydır. Doğrusal, dairesel ve açısal hareket üretmek oldukça basittir. Özellikle ters yönlü ani hareketlerin mümkün olabilmesi hidroliğin tercih edilme sebeplerinden biridir.

Hidrolik makinalar; mekanik ve pnömatik makinalara göre titreşimsiz ve gürültüsüz çalışırlar. Bu da işletmedeki ses seviyesinin kontrolünü kolaylaştırır. Ayrıca bu sistemler mekanik elemanlara göre oldukça az yer kaplarlar.

Hidrolik sistemlerde akışkan olarak genelde yağ kullanılması, sistemin kendi kendini sürekli yağlamasını ve sürtünmenin etkilerinin azalmasını sağlar. Yağın sistem içindeki hareketi, ısıtma ve soğutmanın da kendiliğinden gerçekleşmesini sağlar. Bu yüzden kullanılan akışkanın temiz olması şartıyla hidrolikteki devre elemanları daha uzun ömürlüdür.

Hidrolik Sistemlerin Dezavantajları

Hidrolik sistemlerde büyük kuvvetler elde edebilmek bir avantaj olsa da kuvveti elde etmek için gerekli olan yüksek basınç; bağlantı elemanlarında kaçak ve sızıntı oluşturması ya da iş güvenliği açısından tehlike arz etmesi nedeniyle bir dezavantaja dönüşür. Kaçak ve sızıntı yapmış yağ aynı zamanda bir kirlilik unsuru oluşturur. Kullanılan yağın ömrünü tamamladığında atık olarak uzaklaştırılması da yönetmeliklerle düzenlenmiş maliyet yaratıcı bir işlemdir. Yağın kirlenmesi sadece çevresel açılardan değil kullanılan devre elemanları açısından da büyük önem taşır. Hidrolik devre elemanları kirliliğe karşı oldukça duyarlıdır. İyi bakım yapılmamış sistemlerde devre elemanları süreklilik gösteremez.

Sıvılar fiziksel özellikleri sebebiyle ısınmaya gazlardan daha yatkındırlar. Hidrolik sistemlerde devrede dolaşan sıvı bir süre sonra yüksek sıcaklıklara ulaşır. Bunun sonucunda yağ kaçakları oluşur, verim düşer hatta ısıya duyarlı devre elemanlarında arızalar meydana gelebilir. Kullanılan akışkanın sıcaklıkla birlikte yapısının (örneğin viskozite) değişmesi de sistem için olumsuzluk yaratır. Ayrıca, hidrolik sıvıların içlerinde bulunan az miktardaki hava da kavitasyon oluşturmak gibi çok ciddi sorunların ortaya çıkmasını tetikler. Hidrolik sistemler uzak mesafelere taşınma konusunda yetersizdirler. Çünkü sıvıların sürtünme dirençleri fazladır. Sürtünme sonucu da ısı oluşur; basınç kayıpları artar.

Boruların kesiti ve uzunluğu, boru yüzeyinin pürüzlülüğü, akış hızı ve akışkanın viskozitesi son olarak da kullanılan bağlantı elemanları ve boru büküm sayıları, basınç kaybı oluşturan etkenler arasında yer alırlar. Hız konusunda da pnömatik sistemlere göre yavaş olan hidrolik sistemlerin devre elemanlarının maliyetlerinin daha yüksek olduğu unutulmamalıdır.

Hidroliğin Kullanım Alanları

Hidrolik sistemler günümüzde hemen hemen her endüstri dalında kullanılmaktadır. Elektrik ve elektronik uygulamalarının özellikle de kumanda sistemlerinde hidroliğe eşlik etmesi ile basınçlı akışkanı enerji ve iletim elemanı olarak kullanmak oldukça geniş tatbik alanı bulmuştur. Ayrıca hidroliğin hem hareketli hem de sabit sistemlerde rahatça kullanılabilir olması hidroliğe olan talebi arttırmıştır.

hidrolik-sistemin-kullanim-alanlari

Hidrolik, özellikle deniz ve havacılık sektöründe, iş tezgâhlarında, kaldırma makinalarında, enerji üretim alanlarında kullanılmıştır. Örnek vermek gerekirse; uçaklar, takım tezgâhları, presler, enjeksiyon makinaları, test cihazları, sanayi tipi robotlar, otomotiv endüstrisi, kaldırma ve iletme makinaları (forklift vb.), iş makinaları (beton pompaları, greyderler, mobil vinçler, ekskavatörler vb.), tarım makinaları, barajlar, türbinler, nükleer santraller, gemilerin boşaltma ve yükleme birimleri, gemi kontrol sistemleri hidrolik sistemlerle en çok karşılaşılabilecek alanlardır.

Hidrolik enerji iki dalda incelenmiştir. Birincisi durgun akışkanların mekaniğini inceleyen hidrostatik; ikincisi ise hareketli akışkanların mekaniğini inceleyen hidrodinamiktir. Hidrolik uygulamalarında her iki teoriden de yani akışkanlar mekaniği kavramlarından faydalanılır.

Hidrostatik basınç

Durgun bir sıvının bulunduğu kabın tabanına yaptığı basınca hidrostatik basınç denir. Sıvı aynı olduğu sürece bu basınç değeri kabın şeklinden ve taban alanından bağımsızdır.

hidrostatik

P1 = P2 = P3 = P4

P =ρ x g x h

P=Sıvının kap tabanına yaptığı basınç (Pa)

ρ=Sıvı yoğunluğu (kg/m³)

g = Yerçekimi ivmesi (m/s²)

h = Sıvı yüksekliği (m)

Hidrodinamik basınç

Hidrodinamik basınç Pascal yasası olarak da bilinir. Kapalı bir kapta bulunan sıvıya herhangi bir yüzeyden uygulanan kuvvettin yaratacağı basınç tüm yüzeylere aynı şiddetle iletilir. Yalnız; kabın altındaki sıvının kendi ağırlığı yani hidrostatik basınç ihmal edilir.

Hidrolikte sıvıların sıkıştırılama kabiliyetlerinden dolayı güç iletimi gerçekleşir. Yani küçük bir kuvvet uygun bir şartta büyük bir kuvvete dönüştürülebilir.

Kaynak : Makina Mühendisleri Odası 

PAYLAŞ
Önceki İçerikPnömatik Nedir?
Sonraki İçerikMozart
36 yaşındayım. Yıldız Teknik Harita Mühendisliği mezunuyum. Taşınmaz değerlemesi yapıyorum. Bilim,uzay, tarih,arkeoloji konularına ilgi duyuyorum. Ön Türk Tarihini araştırmaktan keyif alıyorum. Yüzüklerin Efendisi ve Türkler üzerine (Orta Dünya'nın Analizi) kitap çalışmam tamamlandı. Yakın zamanda yayımlanacak.

HENÜZ YORUM YOK

CEVAP VER