Et stempel er arbeidskomponenten til motorer, kompressorer og pumper og ligger inne i en sylinder. Formålet med stempelet varierer avhengig av systemet det er en del av. For eksempel i en motor, for eksempel en bilmotor, overfører stempelet kraft fra utvidende gass i sylinderen via stempelstangen til veivakselen. Å beregne et stempelkraft er avgjørende når man bestemmer hvordan komponenten skal fungere, hvilke praktiske bruksområder den vil ha og hvordan den resulterende motoren eller kompressoren vil fungere. Beregningen er grei, forutsatt at enhetene forblir likeverdige og de riktige verdiene blir lagt inn nøyaktig.
Mål og registrer målingstrykket (p) i ton per kvadratmeter (N / m2). N / m2 måleenhet kalles også pascal (Pa). For utgangsslaget tilsvarer trykket normalt atmosfærisk trykk, som er standard ved 100 kPa.
Mål stempeldiameteren (b) i meter (m) ved hjelp av målebånd eller linjal, avhengig av størrelsen på stempelboringsoppsettet, og registrer resultatet.
Bruk stempeldiameteren med full boring for å beregne fullboringsarealet (A) i kvadratmeter (m2) ved å erstatte verdien du fikk fra diametermålingen, i ligningen A = π d2 / 4. π, eller pi, er en konstant verdi som brukes i matematikk. Det angir forholdet mellom en sirkels omkrets og diameteren i rommet og er alltid lik ca. 3.142. Så når du beregner stempelområdet, bruk denne verdien som verdien av π i ligningen. For å gjøre dette må du måle stempeldiameteren og firkante den ved hjelp av en kalkulator. Et arbeidseksempel vil være en diameter på 2,5 meter. Dette gir en kvadratdiameter på 6,25 kvadratmeter; det er en knapp på alle grafiske kalkulatorer som har x2 skrevet. Skriv inn diameteren din i kalkulatoren, og bruk deretter denne knappen for å finne den kvadratiske verdien. Del den resulterende verdien med 4. I vårt eksempel er det 6,25, så resultatet i vårt tilfelle er 1,563. Multipliser dette med verdien av π, 3.142, og svaret er 4.909 m2. Dette er boreområdet (A).
Legg inn verdiene som er oppnådd fra hver av disse målingene og beregningene, i hovedligningen F = pA, hvor F er stempelkraften (F) i newtoner (N), p er målingstrykket og A er fullboring område. Så, i vårt eksempel, ville en enkeltvirkende sylinder ved atmosfærisk trykk, som arbeider på utgangsslaget, krever følgende beregning for å fastslå stempelkraften (F): 100.000 multiplisert med 4.909, som tilsvarer 490900 N.
Referanser
- Engineering Toolbox: Pneumatiske luftflasker: Utøvd kraft
- University of Windsor: Piston Design
Tips
- Bruk ligningene riktig for å sikre at du får et nøyaktig svar på stempelkraftberegningen. For eksempel, i F = pA-ligningen, må du huske å multiplisere verdien av p med verdien av A. De blir ikke lagt til, delt eller trukket. I stedet ligger p og A side om side i ligningen, noe som betyr at de multipliseres sammen. I den foreløpige beregningen av full borediameter, funnet ved å bruke ligningen A = πd2 / 4, er det imidlertid flere forskjellige prosesser for å oppnå en svar som må utføres i riktig rekkefølge: d kvadreres først, verdien av d2 blir deretter delt med 4 og den resulterende verdien multipliseres deretter med 3.142.
Advarsler
- Vær forsiktig med enheter. Selv om 100 kPa er en mer håndterbar verdi, må du utvide den til hele 100.000 pascal for beregningen. Etter at resultatene er oppnådd, kan du omsette det til en mindre verdi hvis du ønsker det, ved å dele det med 1000. Enhetsregelen gjelder også for området. Noen jobber i meter, noen i centimeter og noen i millimeter. Forutsatt at du opprettholder det samme valget gjennom hele beregningen, vil resultatet være nøyaktig og skalerbart, men hvis du bruker forskjellige enheter i forskjellige deler av samme beregning, vil du få feil svar av flere faktorer, noe som betyr ekstra eller færre nuller enn du burde ha.
om forfatteren
Natasha Parks har vært en profesjonell skribent siden 2001 med verk utgitt online og i bokformat for "Thomson Reuters", "World Patents Index" og thomson.com. Hennes kompetanseområder er varierte og inkluderer fysikk, biologi, genetikk og databehandling, mental helse, forhold, familiekriser og karriereutvikling. Hun har en Bachelor of Science i biofysikk fra King's College, London.