Un pistone è il componente operativo 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 per auto, il pistone trasferisce la forza dal gas in espansione nel cilindro attraverso l'asta del pistone all'albero motore. Calcolare la forza di un pistone è fondamentale per decidere come funzionerà il componente, quali usi pratici avrà e come funzionerà il motore o il compressore risultante. Il calcolo è semplice, a condizione che le unità rimangano equivalenti e che i valori corretti vengano immessi in modo accurato.

Misurare e registrare la pressione dell'indicatore (p) in newton per 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 diametro pieno (d) in metri (m) usando un metro o un righello, a seconda sulla dimensione della configurazione del foro del pistone e registrare il risultato.

Utilizzare il diametro del pistone a passaggio totale per calcolare l'area del foro pieno (A) in metri quadrati (m2) sostituendo il valore ottenuto dal diametro misura nell'equazione A = π d2 /4. π, o pi, è un valore costante utilizzato in matematica. Denota il rapporto tra la circonferenza di qualsiasi cerchio e il suo diametro nello spazio ed è sempre uguale a circa 3.142. Quindi, quando si calcola l'area del pistone, utilizzare questo valore come valore di π nell'equazione. Per fare questo, prendi la misura del tuo diametro del pistone e piazza con un calcolatore. Un esempio di lavoro sarebbe un diametro di 2,5 metri. Questo dà un diametro quadrato di 6,25 metri quadrati; c'è un pulsante su tutte le calcolatrici grafiche su cui è scritto x2. Digita il tuo diametro nella calcolatrice, quindi utilizza 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).

Registrare l'area risultante della configurazione del pistone.

Immettere i valori ottenuti da ciascuna di queste misurazioni e calcoli nell'equazione principale F = 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 pieno. 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.

TL ; DR (troppo lungo, non letto)

Usa le equazioni correttamente per assicurarti di ottenere una risposta precisa al calcolo della forza del pistone. Ad esempio, nell'equazione F = pA, è necessario ricordare di moltiplicare il valore di p per il valore di A. Non vengono aggiunti, divisi o sottratti. Invece, il p e A sono situati fianco a fianco nell'equazione, il che significa che sono moltiplicati insieme. Tuttavia, nel calcolo preliminare del diametro del foro pieno, trovato applicando l'equazione A = πd2 /4, ci sono diversi processi per ottenere una risposta che deve essere eseguita nell'ordine corretto: d è al quadrato per primo, il valore di d2 viene quindi diviso per 4 e il valore risultante viene quindi moltiplicato per 3.142.

Avviso

Fai attenzione con le unità. Sebbene il valore 100 kPa sia un valore più gestibile, è necessario estenderlo a 100.000 pascal per gli scopi del calcolo. Dopo aver ottenuto i risultati, è possibile riconvertirli su un valore inferiore se lo si desidera, dividendolo per 1.000. La regola dell'unità si applica anche all'area. Alcune persone lavorano in metri, alcuni in centimetri e alcuni in millimetri. Se si mantiene la stessa scelta durante il calcolo, il risultato sarà accurato e scalabile, ma se si utilizzano unità diverse in parti diverse dello stesso calcolo, si otterrà la risposta sbagliata da diversi fattori, ovvero zeri in più o in meno di quanto si dovrebbe avere.