Principi degli Impianti di Sollevamento Idraulici: Esercizi e Calcoli
L'idraulica contribuisce, con gli insegnamenti dell'area della fisica, a presentare le leggi fondamentali della meccanica dei fluidi.
Calcolo del Pompaggio in un Cilindro Idraulico
Consideriamo un cilindro azionato con una pompa a mano. Dobbiamo calcolare quante pompate occorrono per estendere completamente il cilindro, tenendo conto di una corsa a vuoto.
Esempio Pratico
Un cilindro con corsa H=50 mm deve essere esteso, con una corsa a vuoto L = 30 mm. L'area del pistone è A = 132,7 cm².
Corsa a Vuoto
Per la corsa a vuoto, utilizziamo la formula:
S BP (mm) = [V BP (cm³) .10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa V BP = 32cm³:
S BP = (32 .10) : 132,7 mm = 2,4 mm
Il numero di pompate per la corsa a vuoto si calcola dividendo la corsa a vuoto per la corsa ad ogni pompata:
PB BP = L (mm) : S BP (mm) = 30 : 2,4 = 13 pompate
Corsa Sotto Carico
Per la corsa sotto carico, utilizziamo la formula:
S AP (mm) = [V AP (cm³) .10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa V AP = 3 cm³:
S AP = (3 .10) : 132,7 mm = 0,23 mm
Il numero delle pompate per la corsa sotto carico si calcola dividendo la corsa residua per la corsa compiuta ad ogni pompata:
PB A = [H(mm) - L(mm)] : S AP(mm) = [50-30] : 0,2 = 87 pompate
In totale, il numero di pompate necessarie è:
PB BP + PB AP = 13 + 87 = 100 pompate
Calcolo dello Spostamento del Carico ad Ogni Pompata
Considerando una portata ad ogni corsa della pompa V = 3,5 cm³ e un'area del pistone A = 15,9 cm², lo spostamento del carico ad ogni pompata si calcola come segue:
S = (3,5 .10) : 15,9 mm = 2,2 mm
Ad ogni pompata il carico si sposta di 2,2 mm.
Velocità di Estensione di un Cilindro Idraulico
La velocità di estensione di un cilindro idraulico azionato con una pompa elettrica dipende dall'area del pistone nel cilindro e dalla portata dell'elettropompa. Per le pompe bistadio, si considera la portata a bassa pressione Q BP per il movimento del cilindro senza carico e la portata ad alta pressione Q AP per gli spostamenti sotto carico.
Formula:
v(mm/s) = [Q(l / min) .166,67] : A (cm²)
Dove:
- v= velocità del cilindro in mm / s
- Q= portata della pompa in l / min
- A= area del pistone nel cilindro in cm²
Esempio
Un cilindro viene azionato con una pompa elettrica. Per calcolare la velocità con cui si estende, è necessario conoscere la portata della pompa e l'area del pistone.
Tabella Riassuntiva delle Formule e Variabili
| Variabile | Descrizione | Unità di Misura |
|---|---|---|
| V | Portata della pompa ad ogni corsa | cm³ |
| V BP | Portata della pompa a bassa pressione | cm³ |
| V AP | Portata della pompa ad alta pressione | cm³ |
| S | Spostamento del carico ad ogni pompata | mm |
| S BP | Corsa ad ogni pompata (corsa a vuoto) | mm |
| S AP | Corsa ad ogni pompata (corsa sotto carico) | mm |
| L | Corsa a vuoto | mm |
| H | Corsa totale | mm |
| A | Area del pistone | cm² |
| PB BP | Numero di pompate per la corsa a vuoto | - |
| PB A | Numero di pompate per la corsa sotto carico | - |
| Q | Portata della pompa | l / min |
| v | Velocità del cilindro | mm / s |
tag: #Idraulica