Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes stempel Force

Et stempel er arbejdskomponenten i motorer, kompressorer og pumper og er anbragt inde i en cylinder. Formålet med stemplet varierer afhængigt af det system, som det er en del af. For eksempel i en motor, såsom en bilmotor, tvinger stemplet overførsler fra at ekspandere gas i cylinderen via stempelstangen til krumtapakslen. Beregning af kraften af ​​et stempel er afgørende for, hvordan komponenten vil fungere, hvilke praktiske anvendelser den vil have, og hvordan den resulterende motor eller kompressor vil fungere. Beregningen er ligetil, forudsat at enhederne forbliver ækvivalente og de korrekte værdier indtastes nøjagtigt.

Mål og registrer måttryk (p) i newtons pr. Meter kvadratisk (N /m2). N /m2 måleenheden kaldes også pascal (Pa). For udgangsslaget vil trykket svare til det normale atmosfæriske tryk, som er standard ved 100 kPa.

Mål fuld diameterskruen diameter (d) i meter (m) ved hjælp af et målebånd eller linjal afhængigt af på størrelsen af ​​din stempelboringsopsætning og registrer resultatet.

Brug den fulde borestempeldiameter til at beregne det fulde boringsareal (A) i kvadratmeter (m2) ved at erstatte den værdi, du har opnået fra din diameter måling i ligningen A = π d2 /4. π, eller pi, er en konstant værdi, der anvendes i matematik. Det betegner forholdet mellem en cirkels omkreds og dens diameter i rummet og er altid lig med ca. 3.142. Når du beregner dit stempelområde, skal du bruge denne værdi som værdien af ​​π i ligningen. For at gøre dette skal du måle din stempeldiameter og kvadre den ved hjælp af en lommeregner. Et fungerende eksempel ville være en diameter på 2,5 meter. Dette giver en diameter på 6,25 kvadratmeter; der er en knap på alle grafiske regnemaskiner, som har x2 skrevet på den. Indtast din diameter i regnemaskinen, og brug denne knap til at finde den kvadreret værdi. Opdel den resulterende værdi med 4. I vores eksempel er det 6,25, så resultatet i vores tilfælde er 1.563. Multiplicér dette med værdien af ​​π, 3.142, og svaret er 4.909 m2. Dette er boreområdet (A).

Optag det resulterende område af din stempelopsætning.

Indtast værdierne fra hver af disse målinger og beregninger i hovedligningen F = pA, hvor F er stempelkraften (F) i newtons (N), p er måttrykket og A er det fulde boringsområde. Så i vores eksempel ville en enkeltvirkende cylinder ved atmosfærisk tryk, der arbejder på udgangsslaget, kræve følgende beregning for at fastslå stempelkraften (F): 100.000 multipliceret med 4.909, hvilket svarer til 490900 N.

TL ; DR (for længe, ​​ikke læst)

Brug ligningerne korrekt for at sikre, at du får et præcist svar på din stempelkraftberegning. For eksempel i F = pA ligningen skal du huske at formere værdien af ​​p ved værdien af ​​A. De tilføjes ikke, deles eller subtraheres. I stedet er p og A placeret ved siden af ​​hinanden i ligningen, hvilket betyder, at de multipliceres sammen. I den foreløbige beregning af fuld borediameter, der findes ved at anvende ligningen A = πd2 /4, er der imidlertid flere forskellige processer til opnåelse af et svar, som skal udføres i den korrekte rækkefølge: d er kvadratet først, værdien af ​​d2 divideres derefter med 4, og den resulterende værdi multipliceres derefter med 3.142.

Advarsel

Pas på enheder. Selvom 100 kPa er en mere håndterbar værdi, skal du udvide den til hele 100.000 pascalerne til beregningens formål. Når resultaterne er opnået, kan du omdanne det til en mindre værdi, hvis du ønsker det, ved at dividere det med 1.000. Enhedsreglen gælder også for området. Nogle mennesker arbejder i meter, nogle i centimeter og nogle i millimeter. Hvis du opretholder det samme valg under hele beregningen, bliver resultatet nøjagtigt og skalerbart, men hvis du bruger forskellige enheder i forskellige dele af samme beregning, får du det forkerte svar med flere faktorer, hvilket betyder ekstra eller færre nuller end du burde at have.

Klik for at udvide hele teksten