Поршень є робочим компонентом двигунів, компресорів і насосів і розміщений всередині циліндра. Призначення поршня змінюється залежно від системи, частиною якої він є. Наприклад, у двигуні, такому як автомобільний, поршень передає силу від розширення газу в циліндрі через шток поршня на колінчастий вал. Розрахунок сили поршня має вирішальне значення при вирішенні питання про те, як працюватиме компонент, яке практичне використання він матиме та як буде функціонувати отриманий двигун або компресор. Розрахунок є простим, за умови, що одиниці залишаються еквівалентними та правильно вводяться правильні значення.
Виміряйте і запишіть манометричний тиск (р) в ньютонах на квадратний метр (Н / м2). Одиницю виміру Н / м2 також називають паскалем (Па). Для вихідного ходу тиск буде еквівалентний нормальному атмосферному тиску, який є стандартним при 100 кПа.
Виміряйте повний діаметр поршня поршня (d) у метрах (м) за допомогою вимірювальної стрічки або лінійки, залежно від розміру установки каналу поршня, і запишіть результат.
Використовуйте діаметр поршня з повним отвором, щоб розрахувати площу повного отвору (A) у метрах у квадраті (м2), підставивши значення, отримане в результаті вимірювання діаметра, у рівняння A = π d2 / 4. π, або pi, - це постійне значення, яке використовується в математиці. Він позначає відношення окружності будь-якого кола до його діаметра в просторі і завжди дорівнює приблизно 3,142. Отже, при обчисленні площі вашого поршня використовуйте це значення як значення π у рівнянні. Для цього проведіть вимірювання діаметра вашого поршня і відшліфуйте його за допомогою калькулятора. Робочим прикладом може бути діаметр 2,5 метра. Це дає діаметр у квадраті 6,25 квадратних метрів; на всіх графічних калькуляторах є кнопка, на якій написано x2. Введіть ваш діаметр у калькулятор, а потім використовуйте цю кнопку, щоб знайти значення квадрата. Розділіть отримане значення на 4. У нашому прикладі це 6,25, отже, результат у нашому випадку 1,563. Помножте це на значення π, 3,142, і відповідь - 4,909 м2. Це зона отвору (A).
Введіть значення, отримані від кожного з цих вимірювань та обчислень, в основне рівняння F = pA, де F - сила поршня (F) в ньютонах (N), p - манометричний тиск, A - повний отвір площі. Отже, у нашому прикладі циліндр однорідної дії при атмосферному тиску, який працює на вихідному ході, мав би вимагають наступного розрахунку для встановлення сили поршня (F): 100000, помножене на 4,909, що дорівнює 490900 Н.
Список літератури
- Інженерний набір інструментів: Пневматичні повітряні балони: зусилля, що діють
- Віндзорський університет: Поршневий дизайн
Поради
- Правильно використовуйте рівняння, щоб забезпечити точну відповідь на розрахунок сили поршня. Наприклад, у рівнянні F = pA потрібно пам’ятати, що значення p помножують на значення A. Вони не додаються, не діляться і не віднімаються. Натомість p та A розташовані поруч у рівнянні, що означає, що їх множать разом. Однак під час попереднього розрахунку діаметра повного отвору, знайденого за допомогою рівняння A = πd2 / 4, існує кілька різних процесів для досягнення відповідь, яку потрібно виконати в правильному порядку: d спочатку зводиться в квадрат, значення d2 потім ділиться на 4, а отримане значення потім множиться на 3.142.
Попередження
- Подбайте про одиниці. Хоча 100 кПа є більш керованим значенням, ви повинні розширити його до повних 100 000 паскалів для цілей розрахунку. Після отримання результатів ви можете перетворити його на менше значення, якщо хочете, поділивши на 1000. Правило одиниці також застосовується до площі. Хтось працює в метрах, хтось у сантиметрах, а хтось у міліметрах. За умови збереження одного і того ж вибору під час розрахунку, результат буде точним і масштабованим, але якщо ви використовуєте різні одиниці в різні частини одного і того ж розрахунку, ви отримаєте неправильну відповідь за кількома факторами, тобто додатковими або меншими нулями, ніж ви мали б мати.
Про автора
Наташа Паркс є професійною письменницею з 2001 року, працюючи в Інтернеті та у книжковому форматі для "Thomson Reuters", "World Patents Index" та thomson.com. Сфера її знань різноманітна і включає фізику, біологію, генетику та обчислювальну техніку, психічне здоров’я, стосунки, сімейні кризи та розвиток кар’єри. Вона отримала ступінь бакалавра біофізики в Королівському коледжі в Лондоні.