Гидравлик

Гидравлик (грекээр υδραυλική [τέχνη] гидравлике [техне] „гидравликийн [техник]“ эртний грекээр ὕδωρ hýdor „ ус“ болон αὐλός aulós „хоолой“) нь шингэний урсах шинж чанарыг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Техникт шингэнийг дохио-, хүч- болон энергийг дамжуулах цаашлаад тосолгооны зориулалтаар хэрэглэдэг гэж ойлгож болно. Гидравлик нь хэрэглээний шинжлэх ухаан ба инженерчлэл дахь шингэний механик шинж чанартай холбогдсон салбар юм. Үүслийн энгийн түвшний ойлголтоор бол, гидравлик гэдэг нь хийн шахуурга доторх хийн оронд шингэн байршуулах хувилбар гэж хэлж болно. Шингэний механик нь шингэний шинж чанарын инженерийн хэрэглээнд төвлөрсөн гидравликийн үндсэн болон хэрэглээний тэгшитгэлүүдийг бий болгодог. Шингэний хүчинд, гидравлик нь шингэнийг даралтанд оруулснаар бий болох хүчний дамжуулалт, хяналт, бий болгоход хэрэглэгдэнэ. Инженерийн модуль, шинжлэх ухааны хэрэглээний хүрээгээр авч үзвэл гидравликийн судлагдхуун нь хоолой дахь шингэний урсац эсвэл зарцуулга, боомтын төсөл тооцоо, Флиүдик буюу шингэний системийн хяналт, насосууд, турбинууд, усны эрчим хүч, тооцон бодох шингэний динамик, урсац буюу зарцуулга хэмжилт, голын голдиролтой холбоотой элэгдэл, хагшаасны хөдөлгөөн гэх мэт байна.

Чөлөөт гадаргын гидравлик гэж байх ба энэ нь шингэний агаартай харьцах чөлөөт гадаргын тухай ойлголттой холбогдох гидравликийн нэг салбар бөгөөд ихэвчлэн гол мөрөн, сувагууд, нуурууд, голын адаг болон тэнгис, далайтай холбогдоно. Энэ бол задгай голдиролын гидравликийн нэг дэд салбар бөгөөд агаартай чөлөөтэй харьцах голдирол дахь шингэний урсгалыг судална.

Товч ухагдахуун
Техникийн бүх салбарт өндөр бүтээмж, хүчин чадалтай, төгс боловсронгуй болсон хийц зохиомжтой машин механизм, станок, тоног төхөөрөмж, мөн технологийн салбарт дэвшилттэй процесс улам бүр нэвтэрч  байгаатай уялдаж шингэн ба хийн машин, хөтлүүрийн гүйцэтгэх үүрэг онцгой байрыг эзлэх болжээ. Шингэний машин ба хөтлүүрийг техник, технологид хэрэглэснээр үйлдвэрлэлийн процесс, машин механизм, тоног төхөөрөмжийн ажиллагааг илүү өндөр түвшинд механикжуулах, автоматжуулах боломж нөхцөл бүрддэг. Механик энергийг дамжуулдаг 3 төрлийн привод /хөтлүүр, дамжуулга/ байдаг. Түүний нэг болох шингэний /хийн/  хөтлүүр нь бусдыгаа бодвол овор хэмжээ бага, удирдахад хялбар, ажил гүйцэтгэгч биеийн хурдыг аажим тохируулах боломжтой зэрэг давуу талуудтай. Сүүлийн үед уул уурхайн болон газар шорооны, барилгын машин механизмуудад шингэний хөтлүүрийг өргөн ашиглах болсон юм. 
Шингэний хөдөлгөөн, түүний үндсэн хуулиуд, гидравликийн эсэргүүцэл, түрэлтийн алдагдал, дамжуулах хоолой болон нүх цоргоор урсах шингэний  урсгал зэрэг шингэний хөдөлгөөн, шингэн ба хатуу биеийн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой олон талт асуудлыг гидравликт судалдаг. 
Гадаргуугийн ба газрын доорхи усны хөдөлгөөн, машин механизм, техник тоног төхөөрөмжийн  шатах тослох  материалууд, ажлын ба хөргөлтийн шингэнүүд, дамжуулах хоолойн систем дэхь шингэн ба хий, амьтан ургамлын бие дэхь төрөл бүрийн шингэний хөдөлгөөн бүгд гидравликийн хуулинд захирагдаж байх бөгөөд ус, уур, нефть дамжуулах хоолойн тооцоог хийх, насос, турбин, зуухны төхөөрөмж, шингэн ба хийн хөтлүүр зэрэг инженерийн олон талт төсөл тооцоог хийхэд гидравликийн мэдлэг зайлшгүй хэрэгтэй болдог.
Шингэний тэнцвэрийн байдал  ба хөдөлгөөнийг шингэний механик ба гидравликийн шинжлэх ухаанд судлахдаа төгс /зунгааралтгүй, туйлын шахагддаггүй/ шингэн гэсэн хийсвэр ойлголтыг оруулж гол гол хууль томьёололыг гаргасан байдаг. 

 Судалгааны аргууд 
Гидравликийн ШУ-ны түүхэн хөгжлийн явцад шинжилгээ судалгааны болон тухайн асуудлыг шийдвэрлэх аналитик ба туршлагын тусгай аргууд боловсрогдсон байна.Энэхүү үндсэн хоёр арга дээр нэмэгдэн орчин үеийн шинжлэх тооцон бодох машины дэвлийг ашигласан тооцон бодох судалгааны арга шинээр бий болсон юм.
 Аналитик аргын тухай товч 
 Хязгааргүй бага хэмжигдхүүний арга. Энэ нь сонгодог механикийн арга дээр үндэслэгдсэн учир шингэн ба хийг материаллаг эгэл жижиг хэсгүүдийн системээс бүрдсэн, тасралтгүй үргэлжилсэн нил орчин гэж үзнэ. Гидравликийн олон үндсэн асуудлыг шийдвэрлэхэд /материаллаг хэсгүүд буюу цэгүүдийн систем гэж үзэн шингэн ба хийн молекулын хөдөлгөөний дифференциал тэгшитгэлийг гаргах, шингэний хурд ба даралтын хоорондын хамаарлын Эйлерийн тэгшитгэлийг гаргалгаа хийх зэрэг/ онолын механикийн хуулиудыг ашиглах боломж олгодог.
 Дунд зэргийн хэмжигдхүүний арга. Гидравликийн зарим асуудлыг шийдвэрлэхэд шингэний эгэл жижиг хэсэг бүрийн хөдөлгөөнийг нарийн мэдэх шаардлагагүй байдаг. Харин урсгалын хувьд  зэрэг хэд хэдэн дундаж хэмжигдхүүний утгыг тодорхойлох тэгшитгэл дээр үндэслэгдэнэ.
 Хэмжих нэгжээр нь анализ хийх арга/”Пи” теорем/. Энэ арга нь орчин үед гидравликийн ШУ-г цаашид хөгжүүлэхэд голлох үүрэгтэй арга юм. Уг аргыг Английн эрдэмтэн О. Рейнольдс анх гидродинамикийн судалгаанд хэрэглэсэн байна. Энэ нь ижил хэмжих нэгжтэй хэмжигдхүүнүүдийг хооронд нь жиших замаар хоорондоо хамааралгүй, хэмжих нэгжгүй комплексуудын хоорондын уялдаагаар шинэ томъёо ба тэгшитгэл гаргах боломж олгодог байна.
 Адилтгалын арга. ЭГДА-электрогидродинамикийн аналог

 Tүүхэн хөгжил 

Месопотам болон Эртний Египтийн үе дахь усны хүчний хэрэглээний эрин үед буцаж очвол тэнд услалтын систем МЭӨ 6000 мянган жилийн тэртээд баригдаж ашиглагдаж байсан ба усан цаг нь МЭӨ 2000 жилийн тэртээд хэрэглэгдэж байжээ. Үүнээс хожуу үеийн усны хүчний хэрэглээ бол эртний Перст Канатын систем, эртний Хятадад Турпан усны систем зэргийг нэрлэж болно.

Техникийн гидравликийн үндэслэгчээр английн Жозеп Брамахыг нэрлэдэг. Тэрээр 1795 онд даралттай усаар ажилладаг гидромеханик машиныг Блайз Паскалын гидростатикийн хуулийг ашиглан түүнд хэрэглэгдэх хүчийг 2034 дахин ихэсгэн ажиллуулжээ. 1851 онд Виллиам Г.Армстронг нэгэн аккумлятораар ажилладаг нөөцлүүр зохион бүтээсэн ба үүний тусламжтайгаар их хэмжээний эзэлхүүний урсгалыг бий болгох бололцоотой юм. 

1905 оныг тосыг анх гидравликийн шингэнээр хэрэглэж эхэлсэн он гэж үздэг бөгөөд  Харвей Д.Виллиам болон Рейнолд ЖаннейWolfgang Backé: Grundlagen der Ölhydraulik, Institut für hydraulische und pneumatische Antriebe und Steuerungen der RWTH Aachen, 1974, S. 2f нар аксиал бүлүүрт машиныWolfgang Backé: Grundlagen der Ölhydraulik, Institut für hydraulische und pneumatische Antriebe und Steuerungen der RWTH Aachen, 1974, S. 2f гидростатик дамжуулагчийн дамжуулах медиумд минерал тосыг хэрэглэсэн аж. Энэ машин нь 40 бар хүртэл даралтанд ажилладаг байж. 

Ерөнхий зарчим
Гидравлик бол техникт нэг төрлийн хөтлүүр бөгөөд механик, цахилгаан болон хийн хөтлүүрийн бас нэг төрөл гэсэн үг. Үндсэн үүрэг нь чадал-, энерги-, эсвэл хүч-ний моментийг ажлын машинаас (насос) хүчний машинд (цилиндр буюу гидравлик мотор) дамжуулаx ба түүний чадлын хэмжээ хүчний машины шаардлагат тохирсон байх ёстой. Гидравликт чадлыг дамжуулагч нь гидравликийн шингэн бөгөөд энэ шингэн нь ихэнх тохиолдолд тусгай зориулалтын минерал тосыг хэрэглэдэг. Гэхдээ байгаль орчныг хамгаалах үүднээс ус, глюкол болон бусад шингэнийг ихээр хэрэглэж байна. Дамжуулж байгаа чадал нь даралт болон шингэний урсгалаас ихээхэн хамааралтай. Гидродинамик болон гидростатик гэж 2 ялгаж үздэг.
Гидродинамик-ийн хөтлүүр нь насос болон хөтлүүрийн турбинаар ажилладаг. Эргэлтийн тоо болон эргэх моментийн хувиргалт нь шингэний кинетик энергээр хувирна.
Гидростатикийн хөтлүүр нь хүчний машины (цахилгаан мотор, дизель мотор) механик чадлыг хүчний талд нь гидравликийн чадал болгон хувиргана. Энэхүү чадлыг хэрэглэгч (хүчний машин) дахин механик чадал болгон хувиргахдаа гидравлик цилиндр дотор шугаман хөдөлгөөн эсвэл гидро моторт эргэлдэх хөдөлгөөн болгож хувиргана. Гидростатикийн хөтлүүр нь хөтлөгдөх талдаа хурдыг тохируулах шаардлагагүй хөтлүүрт хэрэглэхэд маш тохиромжтой байдаг.

Цилиндр дотор байгаа даралттай шингэнийг хөдөлгөөнд оруулсанаар түүн дотор байгаа бүлүүр болон бүлүүрийн штангийг шугаман хөдөлгөөнд оруулах ба энэ хөдөлгөөнийг машинд хөтлөх ажил болгон ашигладаг.

Мөн үзэх
 Шинж чанарын ижилсгэх хууль
 Бернулын зарчим
 Усны инженерчлэл
 Гидромонитор
 Инженерийн гидравлик
 Тооцон бодох шингэний динамик
 Усны барилга байгууламж

Тэмдэглэл

Лавлахууд


Гадаад холбоос

 International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR)
 Mongolian hydraulic structure and hydraulics
 National Fluid Power Association (NFPA)
 Pascal's Principle and Hydraulics
 The principle of hydraulics
 IAHR media library Web resource of photos, animation & video
 Basic hydraulic equations
 Telescopic hydraulic cylinder manufacturers in India
 MIT hydraulics course notes


Ангилал:Усны инженерчлэл
Ангилал:Акторик