Hidrolik-Suyun Akışını İnceleyen Bilim

Hidrolik-Suyun Akışını İnceleyen Bilim


"Su" ve "boru" anlamındaki Yunanca iki sözcükten türetilen hidrolik terimi, hareket halindeki sıvıların, Özellikle suyun akışını inceleyen bir bilim dalının adıdır Hidrolik yasalarını ortaya koyarak bu bilim
dalının kuramsal temellerini atanlar Fransız bilim adamı Blaise Pascal ile İsviçreli fizikçiiçindeki akışını belirleyen etkenleri araştırmak bu bilim dalının konusuna girer Bu nedenle bütün mühendislik dallarında, özellikle de liman, kanal, dok, baraj ve bent tasarımında hidroliğin çok önemli bir yeri vardır Daniel Bernoulli olmuştur Suyun ırmak ve kanallardaki, pompa ve türbin gibi makinelerin

İnsanlar doğal bir akarsu yatağında ya da kanalların içinde akan sudan ilk kez tarlalarını sulamak için yararlanmışlardır Tarımın başlangıcı kadar eskiye dayanan sulama bugün de aynı derecede önemlidir Eskiden alçak havzalardaki akarsulardan taşan suların önü çevrilerek bir setin arkasında toplanır ya da ırmakların suyu tulumbalarla çekilerek tarlalara giden kanallara akıtılırdı Oysa günümüzde akarsuların üzerinde kurulmuş dev barajların arkasında biriktirilen sular, bütün bir bölgeyi ağ gibi saran sulama kanallarına pompalanır (Ayrıca bak BARAJ; SUKEMERİ; Sulama)

Sudan enerji elde etmenin en basit yolu akarsuyun içine bir su çarkı koymaktır Buğday tanelerini öğüterek un haline getiren değirmentaşlarını döndürmek için yüzyıllarca su çarkları kullanılmıştır Bu tip su değirmenlerine bazı yörelerde bugün bile rastlanabilir Sudan elektrik enerjisi üretmek için de, çağlayan halinde yüksekten akan ya da yüksek bir baraj gölünde toplanan sular çok büyük çaplı borularla aşağıya akıtılarak vadide kurulmuş bir elektrik santralına gönderilir Suyun hızlı akışı santraldaki su türbinlerini döndürür; türbinler de elektrik üreteçlerini çalıştırır Su enerjisini (hidrolik enerjiyi) elektrik enerjisine dönüştüren bu tesislere hidroelektrik enerji santralı denir (bak ELEKTRİK ENERJİSİ; Su ENERJİSİ; TÜRBİN)

Su gücüyle çalışan hidrolik makinelerin de sanayide çok yaygın bir kullanım alanı vardır Metal parçaları sıkıştırarak biçimlendiren büyük hidrolik preslerde, hidrolik matkaplarda ya da delme tezgâhlarında, perçin makinelerinde ve dövme preslerinde (bak DÖVME) su ya da başka bir sıvıyla çalışan hidrolik sistemlerden yararlanılır

Hidrolik presin çalışma ilkesi, Pascal'm 1650'de açıkladığı yasaya dayanır Bir sıvıya uygulanan basıncın her yöne eşit olarak dağıldığını saptayan bu yasadan yola çıkarak ilk hidrolik presi 1795'te İngiliz mühendis Joseph Bramah yapmıştır Aşağıdaki çizimde görüldüğü gibi bu makinenin iki silindiri ve her silindirin içinde arada hiç boşluk kalmayacak biçimde yerleştirilmiş birer pistonu vardır Silindirlerin alt uçları bir boruyla birleştirilir ve içlerine su doldurulur A pistonuna uygulanan bir kuvvetin suyu sıkıştırarak yarattığı basınç B pistonunu yükselterek iş yapabilir

A pistonunun taban alanı küçük olduğu için pistonu aşağıya doğru bastıran kuvvetin birim alana düşen miktarı, yani basınç fazla olacaktır Bu basınç suda her yöne eşit olarak dağılır ve B pistonunun geniş tabanına büyük bir kuvvet uygulayarak pistonu yukarı doğru iter A pistonunun taban alanının 10 cm2, B pistonununkinin de 100 cm2 olduğunu varsayalım Eğer A pistonu 10 kilogramlık bir kuvvetle aşağıya doğru itilirse, bu pistonun suya uygulayacağı basınç 10 cm2,ye 10 kg, yani santimetre kare başına 1 kg olacaktır Dolayısıyla basıncın B pistonunun tabanına uyguladığı kaldırma kuvveti de santimetre kare başına 1 kg olacaktır Bu da B pistonunun bütün yüzeyinde toplam 100 kilogramlık bir


kaldırma kuvveti demektir Görüldüğü gibi kuvvetin artışı pistonların taban alanlarıyla orantılıdır ve örneğimizde bu oran 1/10'dur Bu basit ilke suyun bir tür hidrolik kaldıraç işlevi gördüğü anlamına gelir {bak Mekanik) Motorlu taşıtları yükseltmeye yarayan hidrolik krikolar ile otomobillerin hidrolik frenleri de bu ilkeye göre çalışır Ama bu düzeneklerde basınç uygulanarak sıkıştırılan sıvı su değil yağdır Örneğin hidrolik frenlerde, fren pedalına basılınca ana fren silindirindeki piston yağı sıkıştırır ve tekerlek silindirlerindeki pistonlara aktarılan bu basınç fren pabuçlarını harekete geçirir

Hidrolik makinelerde su yerine sıvı yağ kullanılmasının birkaç nedeni vardır Her şeyden önce yağ donmaz, metal silindirlerin ve pistonların paslanmasına yol açmaz, üstelik hareketli parçalar için yağlama yağı yerine geçer Bazı hidrolik makinelerde silindirlerdeki yağa uygulanan basınç bir pompayla sağlanır Uçakların iniş takımları, flap ve kanatçıkları, tekerlek frenleri bu tür hidrolik sistemlerle çalışır Bunlarda silindirlerin içindeki yağ basıncını doğrudan uçak motoruna bağlı olan pompalar sağlar Pilot kabinindeki supapların açılıp kapanmasıyla pompalar ile hidrolik silindirler arasındaki bağlantı borularından yağın geçişi denetlenebilir Buldozerlerin bıçakları da buna çok benzeyen hidrolik sistemlerle indirilip kaldırılır Buldozer operatörünün açıp kapadığı bir supap, hidrolik yağ basıncının motora bağlı pompadan silindirlere iletilmesini denetler

Ayrıca yük asansörlerinde, vinçlerde, metal ve beton parçaların basınca dayanıklılığını sınayan makinelerde de hidrolik sistemler kullanılır William Froud'un buluşu olan hidrolik dinamometre motor gücünü ölçmeye yarar Irmaklardaki set kapakları, doklardaki havuz kapakları ve savaklar hidrolik sistemlerle açılıp kapanır Ciltçilikte, kâğıt, deri, çay ve tütün balyalamada da hidrolik presler kullanılır

Emeğinize sağlık ablacım paylaşım için teşekkürler