Come calcolare la potenza di un cilindro idraulico

In determinati lavori o ambiti professionali è molto importante conoscere alcune specifiche del campo della fisica meccanica. In particolare in questo articolo vogliamo fare riferimento al celebre pistone idraulico, anche definito come cilindro idraulico.
Il nostro scopo è quello di spiegarvi, con l'uso di parole semplici e comprensibili ai più, come è possibile calcolare la potenza di un cilindro idraulico.
Dobbiamo preliminarmente sottolineare che in effetti il pistone, nonché una componente di un aggeggio idraulico, è composto da un fluido ma si divide in due parti: da un lato abbiamo il cilindro, dall'altro un pistone propriamente detto, che invece di essere rettificato verso l'interno, come nel caso del cilindro, è rettificato verso l'esterno. Questa distinzione era necessaria per poter comprendere tutta la guida e in generale la potenza del pistone. In linea di massima quando facciamo riferimento al pistone intendiamo entrambe le parti per comodità: ormai infatti nell'uso quotidiano e lavorativo di questo termine si suole intendere la fusione di tutte le parti fisiche del pistone stesso.
Esistono però due varianti di pistone: potremo trovare un pistone idraulico e un pistone pneumatico; il primo se contiene al suo interno un fluido allo stato liquido; il secondo se invece contiene un fluido allo stato gassoso, come ad esempio l'idrogeno, l'ossigeno o, più comunemente, entrambi o l'aria in generale.
Vediamo subito insieme qualche semplice principio fisico per calcolare la potenza di un cilindro idraulico.

• Pistone idraulico
• Calcolatrice
• Buone conoscenze in fisica meccanica e matematica
• Carta
• Penna
• Matita

Innanzitutto la prima cosa da sapere è che la pressione di un cilindro idraulico è direttamente proporzionale alla sua portata. La legge di Pascal in tal senso è fondamentale: secondo questa importantissima spiegazione fisica, infatti, quando viene esercitata una qualsiasi pressione in un punto del fluido che si trova all'interno del pistone idraulico, la stessa pressione automaticamente verrà trasportata verso tutte le direzioni. I fluidi idraulici presenti sul mercato possono essere raggruppati, in generale, in tre grandi gruppi: fluidi sintetici a base d'acqua che sono resistenti alle infiammazioni. A loro volta, sono suddivisi in due tipi: emulsioni di acqua e olio. In questo tipo di fluidi, oltre all'olio base minerale emulsionabile, vengono utilizzati additivi che gli conferiscono proprietà antiossidanti, antiusura, ecc. Soluzioni acqua-glicole, miscele di glicole al 40% e acqua al 60%, più additivi speciali. I fluidi sintetici non acquosi sono composti organici sintetici (esteri fosfatici semplici o clorurati, idrocarburi clorurati ed esteri di silicato). Sono costosi, ma hanno un punto di infiammabilità molto alto. Gli oli minerali o sintetici sono idrocarburi estratti dal petrolio a cui vengono aggiunti additivi chimici, che conferiscono loro buone prestazioni ad un costo relativamente contenuto; sono i più usati in commercio.

Per quanto riguarda invece la forza, si deve sapere che questa corrisponde invece ad una semplice moltiplicazione. Basterà infatti ottenere il prodotto della pressione, di cui abbiamo precedentemente parlato in abbondanza, per il punto dell'area in cui questa pressione viene esercitata. Online esistono moltissimi grafici e svariati esempi che possono far comprendere meglio quello che stiamo sostenendo.

Infine non potevamo non fare menzione della capacità di un pistone idraulico, anche in questo caso dobbiamo fare riferimento all'area in esame, perché questa sarà importantissima per determinarne la capacità, che altro non è che l'area del cilindro calcolata con la moltiplicazione della corsa del pistone. La viscosità cinematica è il rapporto tra la viscosità assoluta e la densità del fluido. In SI la sua unità è m 2 / s , mentre in CGS la sua unità è cm 2 / s , che viene chiamata stokes ( St ). D'altra parte, l'unità SI della viscosità dinamica o assoluta è kg / (m · s) o Pa · s. Nel sistema CGS, l'unità di viscosità assoluta è g / (cm s) , che viene chiamata poise ( P ).

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