Gesetze der Hydraulik

Die technischen Vorgänge in der Hydraulik basieren im Wesentlichen auf folgenden physikalischen Grundgesetzen:

Pascal’sche Gesetz:

(Blaise Pascal, 1623—1662). Jede Kraftwirkung auf eine ruhende Flüssigkeit erzeugt einen Druck, der sich nach allen Seiten in gleicher Höhe fortpflanzt.

Dies ist das Grundgesetz der Hydrostatik. Darauf beruhen alle Kraft- oder Druckvorgänge in Flüssigkeiten. Da die Druckflüssigkeit vom Ort der Erzeugung (Pumpe) zum Ort der Energieabgabe (Motor, Zylinder) transportiert werden muss, sind auch mehrere Gesetze der Hydrodynamik zu beachten:

Kontinuitätsgesetz (Erhaltung der Masse):

Das besagt, dass ein Volumenstrom stets gleich bleibt, auch wenn er verschieden große Querschnitte durchfließt. Das heißt, bei kleiner werdendem Querschnitt muss die Geschwindigkeit größer werden:

Bernoulli’sches Gesetz:

(Daniel Bernoulli, 1700—1782). Der gesamte Energieinhalt einer strömenden Flüssigkeit bleibt gleich. Daraus leitet sich ab, dass die Summe von statischem und dynamischem Druck konstant ist:

Das bedeutet, dass an Stellen großer Strömungsgeschwindigkeit der statische Druck absinkt, so dass es zu Luftausscheidungen bis zu Kavitation kommen kann.

Ausflussgesetz:

Es legt die Ausströmgeschwindigkeit aus einem Raum oder einer Rohrleitung fest, die von der entstehenden Druckdifferenz bestimmt wird:

Damit erhält man für den Volumenstrom durch den Querschnitt A einer Blende:

Impulssatz:

Der aussagt, dass ein Flüssigkeitsstrom, der seine Richtung und/oder seine Geschwindigkeit ändert, Reaktionskräfte hervorruft. Das kann bei der Betätigung von Wegeventilen in Schieberbauweise zu unerwünschten Fehlschaltungen führen.

Dazu treten schließlich noch Verhaltensweisen von technischen Flüssigkeiten, die sich in ihrem Ablauf gesetzmäßig verhalten:

• die Viskosität einer Flüssigkeit,
• die Kompressibilität einer Flüssigkeit,
• das Strömungsverhalten einer Flüssigkeit,
• der hydraulische Stoß (Verdichtungsstoß) in einer Flüssigkeit.