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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, a condizione che le unità rimangano equivalenti e che i valori corretti vengano immessi in modo accurato.
Misurare e registrare la pressione del manometro (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 (d) del pistone a passaggio totale in metri (m) utilizzando un nastro di misurazione o un righello, a seconda delle dimensioni della configurazione del foro del pistone e registrare il risultato.
Utilizzare il diametro del pistone a passaggio totale per calcolare l'area del foro completo (A) in metri quadrati (m2) sostituendo il valore ottenuto dalla misurazione del diametro nell'equazione A = π d2 / 4. π, o pi, è un valore costante utilizzato in matematica. Indica il rapporto di ogni circonferenza dei cerchi con 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. Moltiplica questo 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 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.