الهيدروليك فرع من العلوم المختصة بالتطبيقات العملية للسوائل ويرتبط بميكانيكا الموائع، تتناول المواد الهيدروليكية مسائل مثل تدفق السوائل في الأنابيب والأنهار والقنوات وحبسها بالسدود والخزانات، وسوف نتعرف معاً في مقالتن علي تعريف علم الهيدروليك.
تعريف علم الهيدروليك
الفكرة الأساسية وراء أي نظام هيدروليكي بسيطة للغاية: وهي القوة التي يتم تطبيقها عند نقطة واحدة تنتقل إلى نقطة أخرى باستخدام السائل غير قابل للضغط، ويكون المائع دائمًا زيت من نوع معين.
تاريخ علم الهيدروليك
حتى القرن التاسع عشر لم يكن من الممكن تطوير سرعات وضغوط أكبر بكثير من تلك التي توفرها الطبيعة ولكن اختراع المضخات أتاح إمكانيات هائلة لتطبيق اكتشافات باسكال وبرنولي.
في عام 1882 بدأت مدينة لندن ببناء نظام هيدروليكي يوفر الماء المضغوط عبر أنابيب الشوارع لدفع الآلات في المصانع.
في عام 1906 تم إحراز تقدم مهم في التقنيات الهيدروليكية عندما تم تثبيت نظام هيدروليكي للنفط لرفع ومراقبة المدافع الأمريكية “فرجينيا”.
في العشرينات من القرن العشرين تم تطوير وحدات هيدروليكية قائمة بذاتها تتألف من مضخة وأدوات تحكم ومحرك فتح الطريق أمام التطبيقات في أدوات الآلات والسيارات والآلات الزراعية وآلات تحريك التربة والقاطرات والسفن والطائرات والمركبات الفضائية.
بعد ذلك أصبحت أنظمة الطاقة الهيدروليكية واحدة من أهم تقنيات نقل الطاقة التي تستخدمها جميع مراحل النشاط الصناعي والزراعي والدفاعي، فأصبحت الطائرات الحديثة تستخدم الأنظمة الهيدروليكية لتفعيل أدوات التحكم الخاصة بها ولتشغيل التروس والمكابح.
وأصبحت الصواريخ ومعدات الدعم الأرضية تستخدم طاقة الموائع وتستخدم السيارات أنظمة الطاقة الهيدروليكية في آليات نقل الحركة والفرامل والتوجيه.
النماذج الهيدروليكية
بعد أن يفهم الطلاب المبادئ الأساسية للهيدروليكك، يستخدم بعض معلمين القياس الهيدروليكي لمساعدة الطلاب على تعلم أشياء أخرى فمثلا:
- استخدامات المياه التي تتدفق من خلال المكونات الهيدروليكية لمساعدة الطلاب على التعلم عن الاقتصاد.
- التعرف على الحرارية الهيدروليكي لمساعدة الطلاب على تعلم حول الدوائر الحرارية.
- يستخدم القياس الإلكتروني الهيدروليكي لمساعدة الطلاب على التعلم عن الإلكترونيات.
- يؤدي الحفاظ على متطلبات الكتلة إلى جانب انضغاط السوائل إلى وجود علاقة أساسية بين الضغط وتدفق السوائل والتوسع الحجمي.
تعريف علم الهيدروليك في الهندسة الميكانيكية
الهيدروليكية فرع من الفيزياء لها علاقة بالخواص الميكانيكية للماء والسوائل الأخرى وتطبيق هذه الخصائص في الهندسة.
تأتي كلمة “hydraulics” من الكلمات اليونانية “Hydro” تعني الماء و Aulics تعني الأنابيب حيث تتعلق المواد الهيدروليكية بالقدرة المنقولة والتحكم فيها باستخدام سائل مضغوط لذلك يمكن تعريف علم السوائل المتحركة كوسيلة لنقل والسيطرة على القوى وحركة السوائل.
مميزات استخدام الطاقة الهيدروليكية
- توفر القوة الهيدروليكية مرونة في التحكم في الآلات.
- توفر طريقة فعالة لتكاثر القوى.
- تعمل على عزل دوران ثابت بسرعات متغيرة بلا حدود في أي من الاتجاهين مع انعكاسات السلسلة.
- الطاقة الهيدروليكية متوافقة مع وسائل التحكم الأخرى مثل الكهربائية أو الإلكترونية أو الميكانيكية.
- تعطي استجابة سريعة للضوابط.
- القوى الصغيرة يمكن تضخيمها للسيطرة على القوى الكبيرة.
- توفر قوة الموائع الزيتية تزييتًا تلقائيًا لارتداد أقل.
- توفر القوة الهيدروليكية الحرية في تصميم الماكينة.
- طاقة بسيطة وتوفر سهولة التركيب والصيانة، كما أنها اقتصادية.
- الطاقة الهيدروليكية فعالة ويمكن الاعتماد عليها وتعطي أداء يمكن التنبؤ به، وهي أيضا متوفرة بسهولة.
