Hidraulika

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Stranica o hidraulici i hidrostatici iz Cyclopaedije

Hidraulika je znanstvena i tehnička disciplina koja proučava oblike i zakone mehaničkog gibanja i relativnog mirovanja tekućina. Ime 'hidraulika' ὑδραυλικός (hydraulikos) je nastalo spajanjem grčkih rijeći ὕδωρ (hydor) - voda i αὐλός (aulos) - cijev ili žlijeb. Taj naziv u početku je označavao znanost o gibanju vode u cijevima. Danas takvo shvaćanje ima samo historijsku vrijednost. Razvojem proizvodnje i tehnike širila su se i područja proučavanja i primjene. Danas je spektar primjene hidraulike toliko širok da je teško naći neko područje tehnike u kojem se ne bi na neki način koristili njeni zakoni. Najšira područja primjene zakona hidraulike su hidrotehnika, melioracije, hidrologija, opskrba vodom i kanalizacija, hidroenergetika i vodeni transport.

Hidraulika je dio šire znanosti o fluidima.

Povijesni razvoj[uredi VE | uredi]

Prvi dokaz o rudimentarnom znanju hidraulike i njezinoj primjeni pronađeni su u dolini rijeke Tigris, 7000 godina prije nove ere, u mjestu Choga Mami. Bili su to ostaci 2 m širokih kanala. U Šri Lanki 2000 godina prije nove ere Sinhalezi su otkrili princip rada ventila. U antičkoj Grčkoj Ktesibije Aleksandrijski, matematičar i izumitelj napisao je prvu znanstvenu raspravu o stlačenom zraku i njegovoj upotrebi u pumpama. Njegov rad O pneumatici, o elastičnosti zraka, priskrbio mu je naziv 'oca pneumatike'. Na žalost ni jedan od njegovih pisanih radova nije do danas sačuvan. Tako da se prvim znanstvenim djelom u oblasti hidraulike priznaje Arhimedova rasprava O tijelima koja plivaju, napisana 250 godina prije nove ere. U rimsko doba primjena znanja o hidraulici je bila posebno raširena. Javni vodovod (Akvedukt), vodom pokretani mlinovi i hidrauličko rudarenje samo su neki od primjera. Stari Rimljani su bili među prvima koji su koristili sifon za transport vode iz udaljenih izvora do gradova. Olovo je bilo osnovni materijal za izradu cijevi.

U srednjovjekovnim islamskim zemljama otkrića u fluidnoj mehanici muslimanskih fizičara kao što je Al-Khazini (otkrio hidrostatsku ravnotežu) doveo je do mnogih izuma kojima je unaprijeđena poljoprivreda i higijena (unaprijeđeni sustav snabdijevanja vodom za kućanstva). Al-Jazari (1136-1206) dizajnirao je prve, ikad zabilježene, humanoidne robote pokretane hidraulikom. Bila su to četiri automatska glazbenika u čamcu koji je plutao na jezeru i zabavljao kraljeve goste. Izumio je različite naprave za dizanje vode, vodenice i vodene točkove od kojih i eliptični točak kojim se kružno gibanje pretvara u linearno. Izumi koljenčaste osovine i mehanizma zglobne osovine danas su osnova motora sa unutarnjim izgaranjem. Prvi put su primjenjeni u napravi za dizanje vode saqiyi, čije su sastavnice rotacijska, vodenom snagom pokretana, lančana pumpa i prva povratno klipna usisna pumpa. Njegov izum je i dan danas korišteni sustav poteznog kotlića za ispiranja toaletne školjke. 1586. godine Stevin je objavio djelo Osnove hidrostatike, a 1612.godine Galileo Galilei djelo Rasprava o tijelima u vodi i onima koja se gibaju u njoj. 1619. godine Benedetto Castelli (1576 - 1578–1643), učenik Galileo Galileia, tiskao je knjigu Della Misura dell'Acque Correnti (O mjerenju tekuće vode) koja je postala temelj moderne hidrodinamike. Blaise Pascal (1623–1662) izumio je hidrauličku prešu koja radi na principu prijenosa tlaka u tekućini tako da mala sila na velikoj površini proizvodi veliku silu na maloj povšini uz isti tlak ili uz istu promjenu tlaka u tekućini - Pascalov zakon. Zakon je formuliran u raspravi (traktatu) O ravnoteži tekućina 1663. 1685. godine Isaac Newton je formulirau hipotezu o unutarnjem trenju kod tekućina. Francuski liječnik Jean Louis Marie Poiseuille istraživao je strujanje krvi kroz ljudsko tijelo i otkrio važan zakon o ovisnosti protoka o promjeru cijevi kroz koju tekućina struji. 1846. godine on ga je formulirao i objavio, a danas je poznat kao Poiseuilleov zakon. Time su postavljeni osnovni temelji hidraulike. A na njih su se nadovezali Daniel Bernoulli i Leonhard Euler. Bernoulli je u svome djelu iz 1738. godine Hidrodinamika dao temeljni teorem hidrodinamike, poznat pod nazivom Bernoullijeva jednadžba. Ona postavlja opću vezu između tlaka, visine i brzine gibanja tekućine. Kasnije je Bernoullijeva jednadžba proširena na plinove, a nakon dopune sa članovima koji prikazuju utjecaj sile trenja, ta jednadžba je postala osnovnom u suvremenoj hidraulici. Euler u svojoj raspravi Opći principi gibanja tekućine iz 1755. godine predstavlja sistem diferencijalnih jednadžbi idealne (apstraktne) tekućine bez trenja. U mehaniku tekućine je uveo pojam tlaka u točki tekućine u gibanju i mirovanju, a izveo je i jednadžbu neprekidnosti tekućine (kontinuiteta). Osim toga formulirao je zakon o promjeni količine gibanja i momenta količine gibanja u primjeni na tekućine i plinske kontinuume. On je izveo jednadžbo za turbine, postavio osnove teorije broda, te razjasnio pitanje otpora tekućine tijelima koja se u njoj gibaju.

Izvori[uredi VE | uredi]

  • I.I.Agroskin, G.T.Dmitrijev, F.I.Pikalov, "Hidraulika", Tehnička knjiga, Zagreb, 1973.
  • H.Rouse, "Tehnička hidraulika", Građevinska knjiga, Beograd, 1969.
  • Rushdī Rāshid, Régis Morelon, "Encyclopedia of the history of Arabic science", Routledge, London, 1996.

Poveznice[uredi VE | uredi]

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]