Piest je pracovná súčasť motorov, kompresorov a čerpadiel a je uložený vo vnútri valca. Účel piestu sa líši v závislosti od systému, ktorého je súčasťou. Napríklad v motore, ako je motor automobilu, piest prenáša silu z rozpínania plynu vo valci cez piestnu tyč na kľukový hriadeľ. Výpočet sily na piest je rozhodujúci pri rozhodovaní o tom, ako bude komponent pracovať, aké bude jeho praktické využitie a ako bude fungovať výsledný motor alebo kompresor. Výpočet je priamy za predpokladu, že jednotky zostanú ekvivalentné a správne hodnoty budú zadané presne.
Zmerajte a zaznamenajte pretlak (p) v newtonoch na meter štvorcový (N / m2). Jednotka merania N / m2 sa tiež nazýva pascal (Pa). Pre výstupný zdvih bude tlak ekvivalentný normálnemu atmosférickému tlaku, ktorý je štandardne pri 100 kPa.
Zmerajte priemer piestu s úplným otvorom (d) v metroch (m) pomocou meracej pásky alebo pravítka, v závislosti od veľkosti nastavenia vášho otvoru piestu, a výsledok zaznamenajte.
Použite priemer piestu s úplným otvorom na výpočet plochy celého otvoru (A) v štvorcových metroch (m2) dosadením hodnoty, ktorú ste získali z merania priemeru, do rovnice A = π d2 / 4. π alebo pi je konštantná hodnota používaná v matematike. Označuje pomer obvodu ľubovoľného kruhu k priemeru v priestore a je vždy rovný približne 3,142. Pri výpočte plochy vášho piestu teda použite túto hodnotu ako hodnotu π v rovnici. Za týmto účelom urobte meranie priemeru vášho piestu a pomocou kalkulačky ho zarovnajte na druhú. Pracovným príkladom by mohol byť priemer 2,5 metra. Takto sa získa priemer na druhú 6,25 metrov štvorcových; na všetkých grafických kalkulačkách je tlačidlo, na ktorom je napísané x2. Zadajte svoj priemer do kalkulačky a potom pomocou tohto tlačidla vyhľadajte druhú mocninu. Výslednú hodnotu vydelíme číslom 4. V našom príklade je to 6,25, takže výsledok je v našom prípade 1,563. Vynásobte to hodnotou π, 3,142 a odpoveď je 4,909 m2. Toto je oblasť otvoru (A).
Zadajte hodnoty získané z každého z týchto meraní a výpočtov do hlavnej rovnice F = pA, kde F je sila piestu (F) v newtonoch (N), p je pretlak a A je plný otvor oblasti. Takže v našom príklade by to bol jednočinný valec pri atmosférickom tlaku, pracujúci na výstupnom zdvihu vyžadujú nasledujúci výpočet na zistenie sily piestu (F): 100 000 vynásobené 4,909, čo sa rovná 490900 N.
Referencie
- Súbor nástrojov pre inžinierstvo: Pneumatické vzduchové valce: Sila
- University of Windsor: Piston Design
Tipy
- Používajte rovnice správne, aby ste dostali presnú odpoveď na výpočet sily svojho piestu. Napríklad v rovnici F = pA musíte pamätať na vynásobenie hodnoty p hodnotou A. Nie sú sčítané, delené ani odčítané. Namiesto toho sú p a A v rovnici umiestnené vedľa seba, čo znamená, že sú násobené spolu. Avšak v predbežnom výpočte celého priemeru otvoru, ktorý sa zistí použitím rovnice A = πd2 / 4, existuje niekoľko rôznych procesov na dosiahnutie odpoveď, ktorá musí byť vykonaná v správnom poradí: d sa najskôr na druhú, hodnota d2 sa potom vydelí 4 a výsledná hodnota sa potom vynásobí 3.142.
Varovania
- Buďte opatrní s jednotkami. Aj keď je hodnota 100 kPa lepšie zvládnuteľnou hodnotou, musíte ju pre účely výpočtu rozšíriť na celých 100 000 pascalov. Po získaní výsledkov ich potom môžete previesť na menšiu hodnotu, ak chcete, vydelením číslom 1 000. Pravidlo jednotky platí aj pre oblasť. Niekto pracuje v metroch, niekto v centimetroch a niekto v milimetroch. Za predpokladu, že v priebehu výpočtu budete mať rovnaký výber, bude výsledok presný a škálovateľný, ale ak v jednotke použijete rôzne jednotky rôznych častí rovnakého výpočtu, dostanete nesprávnu odpoveď od niekoľkých faktorov, čo znamená, že budete mať nuly alebo navyše, ako by ste mali mať.
O autorovi
Natasha Parks je profesionálnou spisovateľkou od roku 2001. Práce publikované online a v knižnom formáte pre časopisy Thomson Reuters, World Patents Index a thomson.com. Jej odborné oblasti sú rozmanité a zahŕňajú fyziku, biológiu, genetiku a výpočtovú techniku, duševné zdravie, vzťahy, rodinné krízy a kariérny rozvoj. Vyštudovala biofyziku na King's College v Londýne.