Un pistone è il componente operativo di motori, compressori e pompe ed è alloggiato all'interno di un cilindro. Lo scopo del pistone varia a seconda del sistema di cui fa parte. Ad esempio, in un motore, come un motore di un'auto, il pistone trasferisce la forza dal gas in espansione nel cilindro attraverso l'asta del pistone all'albero motore. Il calcolo della forza di un pistone è fondamentale per decidere come funzionerà il componente, quali utilizzi pratici avrà e come funzionerà il motore o il compressore risultante. Il calcolo è semplice, a condizione che le unità rimangano equivalenti e che i valori corretti vengano inseriti accuratamente.
Misurare e registrare la pressione relativa (p) in newton per metro quadrato (N/m2). L'unità di misura N/m2 è anche chiamata pascal (Pa). Per la corsa in uscita, la pressione sarà equivalente alla normale pressione atmosferica, che è standard a 100 kPa.
Misurare il diametro del pistone a passaggio totale (d) in metri (m) utilizzando un metro a nastro o un righello, a seconda delle dimensioni della configurazione del foro del pistone e registrare il risultato.
Utilizzare il diametro del pistone a passaggio totale per calcolare l'area a passaggio totale (A) in metri quadrati (m2) sostituendo il valore ottenuto dalla misurazione del diametro nell'equazione A = π d2/4., o pi, è un valore costante utilizzato in matematica. Denota il rapporto tra la circonferenza di qualsiasi cerchio e il suo diametro nello spazio ed è sempre uguale a circa 3,142. Quindi, quando calcoli l'area del pistone, usa questo valore come valore di nell'equazione. Per fare ciò, prendi la misura del diametro del tuo pistone e quadralo usando una calcolatrice. Un esempio funzionante sarebbe un diametro di 2,5 metri. Questo dà un diametro al quadrato di 6,25 metri quadrati; c'è un pulsante su tutte le calcolatrici grafiche che ha x2 scritto su di esso. Digita il tuo diametro nella calcolatrice, quindi usa questo pulsante per trovare il valore al quadrato. Dividi il valore risultante per 4. Nel nostro esempio è 6,25, quindi il risultato nel nostro caso è 1,563. Moltiplica questo per il valore di, 3,142, e il risultato è 4,909 m2. Questa è l'area del foro (A).
Immettere i valori ottenuti da ciascuna di queste misurazioni e calcoli nell'equazione principale F = pA, dove F è la forza del pistone (F) in newton (N), p è la pressione relativa e A è il passaggio totale la zona. Quindi, nel nostro esempio, un cilindro a semplice effetto a pressione atmosferica, lavorando sulla corsa di uscita, sarebbe richiedono il seguente calcolo per accertare la forza del pistone (F): 100.000 moltiplicato per 4,909, che è uguale a 490900 n.
Riferimenti
- La cassetta degli attrezzi di ingegneria: Cilindri pneumatici: forza esercitata
- Università di Windsor: progettazione del pistone
Suggerimenti
- Usa le equazioni correttamente per assicurarti di ottenere una risposta accurata al calcolo della forza del pistone. Ad esempio, nell'equazione F = pA, devi ricordarti di moltiplicare il valore di p per il valore di A. Non vengono aggiunti, divisi o sottratti. Invece, p e A sono situati fianco a fianco nell'equazione, il che significa che vengono moltiplicati insieme. Tuttavia, nel calcolo preliminare del diametro del passaggio pieno, trovato applicando l'equazione A = πd2/4, ci sono diversi processi per ottenere un risposta che deve essere eseguita nell'ordine corretto: d viene prima al quadrato, il valore di d2 viene poi diviso per 4 e il valore risultante viene poi moltiplicato per 3.142.
Avvertenze
- Abbi cura delle unità. Sebbene 100 kPa sia un valore più gestibile, è necessario espanderlo fino a 100.000 pascal completi ai fini del calcolo. Dopo aver ottenuto i risultati, se lo desideri, puoi riconvertirlo in un valore inferiore, dividendo per 1.000. La regola dell'unità si applica anche all'area. Alcune persone lavorano in metri, altre in centimetri e altre in millimetri. A condizione di mantenere la stessa scelta durante il calcolo, il risultato sarà accurato e scalabile, ma se si utilizzano unità diverse in diverse parti dello stesso calcolo, otterrai la risposta sbagliata da diversi fattori, il che significa zeri in più o meno di quanto dovresti avere.
Circa l'autore
Natasha Parks è una scrittrice professionista dal 2001 con lavori pubblicati online e in formato libro per "Thomson Reuters", "World Patents Index" e thomson.com. Le sue aree di competenza sono varie e includono fisica, biologia, genetica e informatica, salute mentale, relazioni, crisi familiari e sviluppo di carriera. Ha conseguito una laurea in Biofisica presso il King's College di Londra.