ลูกสูบเป็นส่วนประกอบในการทำงานของเครื่องยนต์ คอมเพรสเซอร์ และปั๊ม และอยู่ภายในกระบอกสูบ วัตถุประสงค์ของลูกสูบแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระบบที่ลูกสูบนั้นเป็นส่วนหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในเครื่องยนต์ เช่น เครื่องยนต์ในรถยนต์ ลูกสูบจะถ่ายเทแรงจากการขยายตัวของแก๊สในกระบอกสูบผ่านก้านลูกสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยง การคำนวณแรงของลูกสูบมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตัดสินใจเลือกวิธีการทำงานของส่วนประกอบ การใช้งานจริงของลูกสูบจะมีผลอย่างไร และผลลัพธ์ของเครื่องยนต์หรือคอมเพรสเซอร์จะทำงานอย่างไร การคำนวณนั้นตรงไปตรงมา หากหน่วยยังคงเท่ากันและป้อนค่าที่ถูกต้องอย่างถูกต้อง
วัดและบันทึกแรงดันเกจ (p) ในหน่วยนิวตันต่อเมตรกำลังสอง (N/m2) หน่วยวัด N/m2 เรียกอีกอย่างว่าปาสกาล (Pa) สำหรับจังหวะการส่งออก ความดันจะเท่ากับความดันบรรยากาศปกติ ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ 100 kPa
วัดเส้นผ่านศูนย์กลางลูกสูบกระบอกสูบเต็ม (d) หน่วยเป็นเมตร (ม.) โดยใช้เทปวัดหรือไม้บรรทัด ขึ้นอยู่กับขนาดของชุดเจาะลูกสูบของคุณ และบันทึกผลลัพธ์
ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางลูกสูบของรูเจาะเต็มเพื่อคำนวณพื้นที่รูเจาะเต็ม (A) ในหน่วยเมตรยกกำลังสอง (m2) โดยแทนที่ค่าที่คุณได้รับจากการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นสมการ A = π d2/4 π หรือ pi เป็นค่าคงที่ที่ใช้ในวิชาคณิตศาสตร์ มันแสดงถึงอัตราส่วนของเส้นรอบวงของวงกลมใดๆ ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของมันในอวกาศ และมีค่าเท่ากับประมาณ 3.142 เสมอ ดังนั้น เมื่อคำนวณพื้นที่ลูกสูบของคุณ ให้ใช้ค่านี้เป็นค่าของ π ในสมการ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางลูกสูบแล้วยกกำลังสองโดยใช้เครื่องคิดเลข ตัวอย่างการทำงานจะเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เมตร ให้เส้นผ่านศูนย์กลาง 6.25 ตารางเมตร มีปุ่มบนเครื่องคิดเลขกราฟิกทั้งหมดที่มี x2 เขียนอยู่ พิมพ์เส้นผ่านศูนย์กลางของคุณลงในเครื่องคิดเลข จากนั้นใช้ปุ่มนี้เพื่อค้นหาค่ากำลังสอง หารค่าผลลัพธ์ด้วย 4 ในตัวอย่างของเราคือ 6.25 ดังนั้นผลลัพธ์ในกรณีของเราคือ 1.563 คูณสิ่งนี้ด้วยค่า π, 3.142 และคำตอบคือ 4.909 m2 นี่คือพื้นที่เจาะ (A)
ป้อนค่าที่ได้จากการวัดและการคำนวณแต่ละรายการเหล่านี้ลงในสมการหลัก F = pA โดยที่ F คือแรงลูกสูบ (F) ในหน่วยนิวตัน (N) p คือแรงดันเกจและ A คือแรงดันเต็ม พื้นที่. ในตัวอย่างของเรา กระบอกสูบที่ทำหน้าที่เดี่ยวที่ความดันบรรยากาศ ทำงานกับจังหวะส่งออกจะ ต้องการการคำนวณต่อไปนี้เพื่อตรวจสอบแรงลูกสูบ (F): 100,000 คูณด้วย 4.909 ซึ่งเท่ากับ 490900 น.
อ้างอิง
- กล่องเครื่องมือทางวิศวกรรม: กระบอกลมนิวเมติก: แรงกระทำ Ex
- มหาวิทยาลัยวินด์เซอร์: การออกแบบลูกสูบ
เคล็ดลับ
- ใช้สมการอย่างถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้คำตอบที่ถูกต้องสำหรับการคำนวณแรงลูกสูบของคุณ ตัวอย่างเช่น ในสมการ F = pA คุณต้องจำไว้ว่าต้องคูณค่า p ด้วยค่า A จะไม่เพิ่ม แบ่ง หรือลบออก แต่ p และ A จะอยู่เคียงข้างกันในสมการ ซึ่งหมายความว่าจะคูณเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม ในการคำนวณเบื้องต้นของเส้นผ่านศูนย์กลางรูเต็ม หาได้จากสมการ A = πd2/4 มีหลายขั้นตอนในการบรรลุ คำตอบที่ต้องดำเนินการในลำดับที่ถูกต้อง: d เป็นกำลังสองก่อน จากนั้นค่าของ d2 จะถูกหารด้วย 4 และค่าผลลัพธ์จะถูกคูณด้วย 3.142.
คำเตือน
- ดูแลด้วยหน่วย แม้ว่า 100 kPa จะเป็นค่าที่สามารถจัดการได้มากกว่า คุณต้องขยายให้เต็ม 100,000 ปาสกาลเพื่อวัตถุประสงค์ในการคำนวณ หลังจากได้รับผลลัพธ์แล้ว คุณสามารถเปลี่ยนค่ากลับเป็นค่าที่น้อยกว่าได้หากต้องการ โดยหารด้วย 1,000 กฎของหน่วยยังใช้กับพื้นที่ด้วย บางคนทำงานเป็นเมตร บางคนทำงานเป็นเซนติเมตร บางคนทำงานเป็นมิลลิเมตร หากคุณคงตัวเลือกเดิมไว้ตลอดการคำนวณ ผลลัพธ์จะมีความแม่นยำและสามารถปรับขนาดได้ แต่ถ้าคุณใช้หน่วยต่าง ๆ ในการคำนวณ ส่วนต่าง ๆ ของการคำนวณเดียวกัน คุณจะได้คำตอบที่ผิดจากปัจจัยหลายประการ ซึ่งหมายถึงศูนย์พิเศษหรือน้อยกว่าที่คุณควร มี.
เกี่ยวกับผู้เขียน
Natasha Parks เป็นนักเขียนมืออาชีพมาตั้งแต่ปี 2544 โดยมีผลงานตีพิมพ์ออนไลน์และในรูปแบบหนังสือสำหรับ "Thomson Reuters", "World Patents Index" และ thomson.com ความเชี่ยวชาญของเธอมีความหลากหลายและรวมถึงฟิสิกส์ ชีววิทยา พันธุศาสตร์และคอมพิวเตอร์ สุขภาพจิต ความสัมพันธ์ วิกฤตครอบครัว และการพัฒนาอาชีพ เธอสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาชีวฟิสิกส์จากคิงส์คอลเลจ ลอนดอน