9.1. Fyzikální základy

Pascalův zákon (rovnováha) Hydraulický zvedák za pohybu
Obr. 1 Schmid 108
p - statický tlak, S - plochy pístů, F - síly na písty A - píst čerpadla, B - píst zvedáku, Q - objemový průtok, v - rychlosti pístů

9.1.1. Kapalina v klidu (hydrostatika)

V kapalině v klidu v uzavřeném prostoru se tlak šíří rovnoměrně všemi směry (všude je stejný tlak) - Pascalův zákon
Důsledek u hydraulického zvedáku - malá síla F1 na malý píst S1 udrží v rovnováze mnohem větší sílu F2 na velkém pístu S2 (poměr sil je v poměru ploch pístů - malou silou na malý píst zvedám těžké břemeno na velkém pístu)
Zdůvodnění: tlak je síla působící na ploše, tedy:
  p=F/S=F1/S1=F2/S2 [Pa]
=> F1/F2=S1/S2 (síly jsou úměrné plochám pístů), kde S=πd2/4

9.1.2. Proudící kapalina (hydrodynamika)

Hydraulický zvedák při zvedání (obr. vpravo) - píst čerpadla (A) tlačí kapalinu do válce s pístem zvedáku (B) - kapalina proudí
Objemový průtok Q je objem kapaliny, která proteče průřezem (válce, potrubí) za jednotku času
Q = V/t [m3/s]
  kde objem V = S*l kde S je sledovaný průřez a l je výška vytlačeného sloupce
tedy Q = S*l/t, kde l/t je dráha za čas = rychlost v
tedy Q = S * v
Objemový průtok je v uzavřeném systému ve všech průřezech stejný:
  Q=S1*v1=S2*v2 => v1/v2=S2/S1
Důsledek u hydraulického zvedáku - menší píst se pohybuje rychleji než větší píst – za stejný čas urazí delší dráhu (v místech s menším průřezem kapalina proudí rychleji)
Při proudění kapaliny dochází ke ztrátám energie - ztrátám třením (kapalina se zahřívá) - kapalina klade hydrodynamický odpor
  => Při zvedání musíme na píst čerpadla tlačit větší silou než F=p*S
Ztráty jsou větší (kapalina se víc zahřívá) čím větší rychlostí kapalina proudí a čím menší jsou průřezy potrubí
Výkon hydraulického zařízení určují tlak a objemový průtok P=p*Q [W]