Un pistone è il componente funzionante di motori, compressori e pompe ed è alloggiato all'interno di un cilindro. Lo scopo del pistone varia a seconda del sistema di cui fa parte. Ad esempio, in un motore, come un motore di un'auto, il pistone trasferisce la forza dall'espansione del gas nel cilindro attraverso l'asta del pistone all'albero motore. Il calcolo della forza di un pistone è fondamentale quando si decide come funzionerà il componente, quali usi pratici avrà e come funzionerà il motore o il compressore risultante. Il calcolo è semplice, purché le unità rimangano equivalenti e vengano immessi in modo accurato i valori corretti.
Misura e registra la pressione del manometro (p) in newton al metro quadrato (N /m2). L'unità di misura N /m2 è anche chiamata pascal (Pa). Per la corsa di uscita, la pressione sarà equivalente alla normale pressione atmosferica, che è standard a 100 kPa.
Misurare il diametro del pistone a passaggio totale (d) in metri (m) usando un nastro di misurazione o un righello, a seconda sulla dimensione della configurazione del foro del pistone e registrare il risultato.
Utilizzare il diametro del pistone del foro completo per calcolare l'area del foro completo (A) in metri quadrati (m2) sostituendo il valore ottenuto dal diametro misura nell'equazione A \u003d π d2 /4. π, o pi, è un valore costante utilizzato in matematica. Indica il rapporto tra la circonferenza di qualsiasi cerchio e il suo diametro nello spazio ed è sempre uguale a circa 3,142. Pertanto, quando si calcola l'area del pistone, utilizzare questo valore come valore di π nell'equazione. Per fare questo, prendi la misura del diametro del tuo pistone e quadralo usando una calcolatrice. Un esempio funzionante sarebbe un diametro di 2,5 metri. Questo dà un diametro quadrato di 6,25 metri quadrati; c'è un pulsante su tutti i calcolatori grafici che ha scritto x2 su di esso. Digita il tuo diametro nella calcolatrice, quindi usa questo pulsante per trovare il valore al quadrato. Dividi il valore risultante per 4. Nel nostro esempio, è 6,25, quindi il risultato nel nostro caso è 1,563. Moltiplicalo per il valore di π, 3,142, e la risposta è 4,909 m2. Questa è l'area del foro (A).
Registra l'area risultante della configurazione del tuo pistone.
Inserisci i valori ottenuti da ciascuna di queste misurazioni e calcoli nell'equazione principale F \u003d pA, dove F è la forza del pistone (F) in newton (N), p è la pressione del manometro e A è l'area del foro completo. Quindi, nel nostro esempio, un cilindro a semplice effetto a pressione atmosferica, lavorando sulla corsa di uscita, richiederebbe il seguente calcolo per accertare la forza del pistone (F): 100.000 moltiplicato per 4.909, che equivale a 490900 N.
Suggerimenti
Utilizza correttamente le equazioni per assicurarti una risposta accurata al calcolo della forza del pistone. Ad esempio, nell'equazione F \u003d pA, è necessario ricordare di moltiplicare il valore di p per il valore di A. Non vengono aggiunti, divisi o sottratti. Invece, p e A sono situati fianco a fianco nell'equazione, il che significa che sono moltiplicati insieme. Tuttavia, nel calcolo preliminare del diametro totale del foro, trovato applicando l'equazione A \u003d πd2 /4, ci sono diversi processi per ottenere una risposta che deve essere eseguita nell'ordine corretto: d è il primo quadrato, il valore di d2 viene quindi diviso per 4 e il valore risultante viene quindi moltiplicato per 3.142.
Avvertenze
Fai attenzione alle unità. Sebbene 100 kPa abbiano un valore più gestibile, è necessario espanderlo a 100.000 pascal completi ai fini del calcolo. Dopo aver ottenuto i risultati, è possibile riconvertirlo in un valore più piccolo, se lo si desidera, dividendolo per 1.000. La regola dell'unità si applica anche all'area. Alcune persone lavorano in metri, alcune in centimetri e altre in millimetri. Se mantieni la stessa scelta durante tutto il calcolo, il risultato sarà accurato e scalabile, ma se usi unità diverse in parti diverse dello stesso calcolo, otterrai la risposta sbagliata da diversi fattori, il che significa zeri extra o meno di quanto dovresti avere.
