Tenaga fluida

Ilustrasi penggandaan daya oleh silinder hidraulik yang terhubung, fitur dasar dari tenaga fluida.

Tenaga fluida adalah penggunaan cairan di bawah tekanan untuk menghasilkan, mengontrol, dan mentransmisikan daya. Tenaga fluida dibagi menjadi hidraulika yang menggunakan cairan seperti minyak mineral atau air, dan pneumatik yang menggunakan gas seperti udara atau gas lainnya. Sistem tekanan udara dan air terkompresi pernah digunakan untuk mengirimkan daya dari sumber pusat ke pengguna industri di wilayah geografis yang luas. Sistem tenaga fluida saat ini biasanya berada dalam satu bangunan atau pada mesin yang bergerak.

Sistem tenaga fluida bekerja dengan bantalan fluida bertekanan langsung pada piston dalam silinder atau pada motor fluida. Silinder fluida menghasilkan gaya yang menghasilkan gerak linier, sedangkan motor fluida menghasilkan torsi yang menghasilkan gerak putar. Dalam sistem tenaga fluida, silinder dan motor (juga disebut aktuator) melakukan pekerjaan sesuai dengan yang diinginkan. Komponen-komponen pengendali misalnya katup, gunanya untuk mengatur sistem.

Elemen

Ekskavator hidraulik.

Sistem tenaga fluida memiliki pompa yang digerakkan oleh penggerak utama (seperti motor listrik atau mesin pembakaran internal) yang mengubah energi mekanik menjadi energi fluida. Fluida yang bertekanan dikendalikan dan diarahkan oleh katup ke perangkat aktuator seperti silinder hidraulik atau silinder pneumatik untuk menghasilkan gerakan linier, sedangkan motor hidraulik atau motor pneumatik untuk menghasilkan gerakan putar atau torsi. Gerakan berputar bisa saja terus menerus atau hanya terbatas satu kali putaran saja.

Pompa hidraulik

Pompa Dinamis (non-pemindahan positif)

Pompa jenis ini umumnya digunakan untuk tekanan rendah, aplikasi aliran volume tinggi. Karena mereka tidak mampu menahan tekanan tinggi, hanya ada sedikit penggunaannya di bidang tenaga fluida. Tekanan maksimumnya dibatasi hingga 250-300 psi. Jenis pompa ini terutama digunakan untuk mengangkut fluida dari satu lokasi ke lokasi lain. Pompa baling-baling aliran sentrifugal dan aksial merupakan dua jenis pompa dinamis yang paling umum.

Pompa Pemindahan Positif

Pompa jenis ini secara universal digunakan untuk sistem tenaga fluida. Dengan pompa ini, sejumlah fluida dalam jumlah yang tetap dikeluarkan ke sistem hidraulik rotasi poros pompa per satu kali putaran. Pompa ini mampu mengatasi tekanan yang dihasilkan dari beban mekanis pada sistem dan penghambatan aliran yang terjadi karena gesekan. Kedua fitur ini sangat dibutuhkan dalam pompa tenaga fluida. Pompa jenis ini juga memiliki keunggulan dibandingkan dengan pompa dinamis, antara lain:

• Kemampuan tekanan tinggi (hingga 12.000 psi).
• Ukurannya relatif kecil dan kompak.
• Efisiensi volumetrik yang tinggi.
• Perubahan kecil dalam efisiensi di seluruh rancangan rentang tekanan.

Karakteristik

Sistem tenaga fluida dapat menghasilkan daya yang tinggi dan daya yang tinggi dalam volume kecil, dibandingkan dengan sistem yang digerakkan oleh listrik. Daya yang disalurkan dapat dengan mudah dipantau dalam suatu sistem dengan menggunakan alat pengukur dan meteran. Dibandingkan dengan sistem yang memberikan daya melalui listrik atau bahan bakar, sistem tenaga fluida diketahui memiliki umur yang lebih panjang jika dirawat dengan baik. Fluida kerja yang melewati motor fluida secara inheren menyediakan pendinginan motor, yang harus diatur secara terpisah untuk motor listrik. Motor fluida biasanya tidak menghasilkan percikan api, yang merupakan sumber penyalaan atau ledakan di daerah berbahaya yang mengandung gas atau uap yang mudah terbakar.

Sistem tenaga fluida rentan terhadap kehilangan tekanan dan aliran dalam pipa serta komponen pengendalinya. Sistem tenaga fluida dilengkapi dengan filter dan peralatan lainnya untuk menjaga kebersihan fluida kerja. Setiap kotoran yang ada dalam sistem dapat menyebabkan keausan segel dan kebocoran, atau dapat menghalangi katup pengendali sehingga menyebabkan operasi berjalan tidak menentu. Fluida hidraulik itu sendiri sensitif terhadap suhu dan tekanan serta agak bersifat kompresif. Hal ini dapat menyebabkan sistem tidak berjalan dengan baik. Jika sistem tidak berjalan dengan benar, maka kavitasi (pembentukan uap) dan aerasi dapat terjadi.