Principi hidraulike i termodinamike: analiza parnih turbina i zakona
3
1.UVOD
Hidraulika
je grana
koja se bavi prenošenjem sila putem
tečnih medija. Preko pritiska u
prenose se sile, bazirajući na
jednostavnoj jednačini (1):
p
=
F
/
A…………………………………………….(1)
pri čemu: p = pritisak, F = sila i A = površina na koju pritisak djeluje.
Jedna jako važna osobina hidrauličkih ulja, koja su najčešće
upotrebljavani mediji, je njihova nekompresibilnost. To je ujedno i osnovna
razlika između hidraulike i pneumatike. To znači da se sila koja djeluje na
ulje manje-više direktno prenosi, bez prethodnog komprimiranja medija, kao
što je to slučaj kod pneumatike. Manje-više znači da su hidraulička ulja ipak
minimalno kompresibilna. Pri proračunima je neophodno uzeti i
kompresibilnost cevi u obzir, koja kod visokih pritisaka dolazi do izražaja.
Tipični pritisci u hidraulici su do oko 200 bar-a iako su i viši pritisci
mogući, kao na primer na sistemima za ubrizgavanje goriva (
), gde se
upotrebljavaju pritisci i do 2000 bar-a.
1.1Prednosti hidraulike
Na primer kod
, gdje se
obično nalazi visoko (na pr. iza
kabine) dok je pogon ostvaren preko hidrauličnih motora koji su direktno
kod prednih točkova. Snaga se prenosi putem hidrauličnog ulja koje teče
kroz cevi i creva. Pri njihovom rasporedu konstrukter ima znatno više
slobode nego sa mehaničkim pogonom, gde bi motor kombajna morao biti
tako postavljen da ima direktu mehaničku vezu sa točkovima.Druga velika
prednost je pretvaranje rotacionih pokreta u linearne upotrebom hidrauličnih
cilindara.
Još jedna prednost je mogućnost upotrebe hidraulike za regulaciju i
automatizaciju. Tok ulja biva regulisan raznim vrstama ventila. Upotreba
ventila sa električnim upravljanjem i njihovo brzo reagovanje (posebno
takozvanih servo-ventila) otvara vrata ragulaciji.
1.2.Nedostatci hidraulike
Najveći i odlučujući nedostatak hidraulike je njen relativno loš stepen
delovanja (u najgorem slučaju samo 30%). To znači da veliki deo energije
nije iskorišćen i biva izgubljen u obliku toplotne energije. Na primeru
4
kombajna snage motora 100 KS bi to značilo da u najgorem slučaju samo 30
KS dospe do točkova a čak 70 KS "proizvodi" toplotu! Ovo je prilično
ekstreman primer - ali stepen delovanja je kod hidraulike generalno niži
nego kod mehanike, što vodi većoj potrošnji goriva. Izuzetak predstavljaju
pogoni sa podelom snage, sve češći posebni kod
, koji jedan deo
snage prenose mehanički a jedan hidraulički. Oni koriste prednosti
mehanike, prenoseći najveći deo snage mehanički pri velikim opterećenjima,
i prednosti hidraulike koja omogućava neprekidni prenos snage.
2.Heron
Heron Stari ili Aleksandrijski (Aleksandrija, I vek n.e) bio je grčki
matematičar i inženjer. Smatra se da je otkrio više sprava, među koje se
ubrajaju Heronove fontane (male mašine pomoću kojih se dobija mlaz
vode). Zanimao se za odbijanje svetlosti na konveksnim, konkavnim i
ravnim ogledalima. Pisao je i traktate iz oblasti matematike i mehanike.
Slika 1.
Heronova Fontana
Heronov aeolipil se smatra pretečom parne mašine
Doprineo je i razvoju nauke o toploti. Pripisuju mu se pravila za tačno i
približno izračunavanje zapremine zarubljene piramide, zarubljene kupe kao
i nekih drugih geometrijskih tela.

6
Slika 2.
Njukomenova "atmosferska" mašina.
4.Blez Paskal
Blez Paskal (19. jun 1623 — 19. avgust 1662) je bio francuski
matematičar, fizičar i filozof.
Paskal je od malena pokazivao interesovanje za nauku pa je već sa 18
godina konstruisao prvu matematičku mašinu, mehanički sabirač kako bi
pomogao svom ocu u poslovanju. 1650. godine napušta svet nauke i okreće
se religiji, odnosno kako je on napisao „razmatranju veličine i misterije
čoveka“.
Para - ružičasto,
voda - plavo.
Ventili su otvoreni (zeleno),
ili zatvoreni (crveno)
7
Slika 3.
Blez Paskal
4.1.Život i rad
Blez Paskal rođen je 19. juna u Klermon Feranu, u Francuskoj. Blez je bio
treće dete Etjena Paskala i Antoanete Begon. Majka mu je umrla kada je
imao samo tri godine, ostavljajući ga sa dve sestre – Gilbert i Žaklin. Godine
1631. porodica Paskal napušta Klermon i seli se u Pariz.
Blezov otac, Etjen Paskal (1588-1651) i sam se interesovao za nauku i
matematiku. Bio je lokalni sudija u Klermonu i bio je član Mersenove

9
1656. godine, nastavio je da radi tokom 1657. i 1658. godine. Ovaj rad
sadrži i Paskalovu opkladu kao dokaz da verovanje u Boga je razumno samo
sa pratećim argumentima. Ako Bog ne postoji, onaj ko ne veruje u njega
neće izgubiti ništa, a ako, pak, Bog postoji, taj isti čovek će izgubiti sve zato
što nije verovao u njega. Paskal je u svojoj opkladi koristio matematičke
argumente i argumente iz verovatnoće, ali njegova glavna računica je:…mi
smo svi prisiljeni da se kockamo.
Godine 1653. Paskal piše svoje delo: „Teza o aritmetičkom trouglu”
(Traité du triangle arithmétique), iznoseći u njemu opis tabelarnog prikaza
za binomne koeficijente koji se danas zove Paskalov trougao. Nastao je kao
rezultat njegovog interesovanja za ruski rulet i ostale igre na sreću.
Predstavlja beskonačan niz prirodnih brojeva poređanih u obliku piramidalne
sheme. Ovi brojevi posmatrani po vrstama se ponašaju kao binomni
koeficijeti.
4.2.Paskalov trougao
U početnu vrstu upisuje se 1. Pretpostavljajući da svaka vrsta počinje i
završava se sa po jednom nulom (ove nule se ne pišu), svaka vrsta se
obrazuje pomoću prethodne sabiranjem po dva uzastopna člana u
prethodnoj vrsti i ispisivanjem svakog zbira u sredini razmaka između
sabiraka.
1. Zbir Sn brojeva u n-toj vrsti je udvostručen zbir Sn-1 brojeva u
prethodnoj vrsti. To je zato što se među članovima n-te vrste koji obrazuju
sumu Sn po dva puta javlja svaki od brojeva iz prethodne vrste.
2. U svakoj vrsti, dva od krajeva jednako udaljena člana međusobno su
jednaka. Kod prvih vrsta može se zapaziti simetrija u odnosu na vertikalnu
osu figure. Prema pravilu po kom formiramo vrste, ova simetrija prelazi sa
svake vrste na sledeću i tako se beskrajno nastavlja.
3. U svakoj vrsti, zbir elemenata parnih rednih brojeva i zbir elemenata
neparnih rednih brojeva je jednak. Svaki od njih je zbir u kome po jedanput
figuriše svaki od elemenata prethodne vrste.
4. Elemenat koji nastaje sabiranjem uzastopnih elemenata a i b
prethodne vrste (a se nalazi levo a b desno), jednak je zbiru brojeva na koje
se nailazi penjući se bilo od a po paraleli leve stranice trougla, bilo od b po
paraleli desne stranice. Mogu se izvršiti numerička proveravanja, na primer
za broj 15, koji se nalazi u sedmoj vrsti: (5+4+3+2+1 i 10+4+1)
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti