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Un piston est le composant de travail des moteurs, des compresseurs et des pompes et est logé à l'intérieur d'un cylindre. La fonction du piston varie en fonction du système dont il fait partie. Par exemple, dans un moteur, tel qu'un moteur de voiture, le piston transfère la force exercée par le gaz en expansion dans le cylindre via la tige de piston vers le vilebrequin. Le calcul de la force d'un piston est crucial pour décider du fonctionnement du composant, de ses utilisations pratiques et du fonctionnement du moteur ou du compresseur obtenu. Le calcul est simple, à condition que les unités restent équivalentes et que les valeurs correctes soient entrées avec précision.
Mesurez et enregistrez la pression manométrique (p) en newtons par mètre carré (N / m2). L'unité de mesure N / m2 s'appelle également le pascal (Pa). Pour la course de sortie, la pression sera équivalente à la pression atmosphérique normale, qui est standard à 100 kPa.
Mesurez le diamètre du piston de passage intégral (d) en mètres (m) à l’aide d’un ruban à mesurer ou d’une règle, en fonction de la taille de votre montage de piston, et enregistrez le résultat.
Utilisez le diamètre de piston de passage intégral pour calculer la surface de passage totale (A) en mètres carrés (m2) en substituant la valeur obtenue à partir de votre mesure de diamètre à l'équation A = πd2 / 4. π, ou pi, est une valeur constante utilisée en mathématiques. Il désigne le rapport de la circonférence d'un cercle à son diamètre dans l'espace et est toujours égal à environ 3,142. Ainsi, lors du calcul de la surface de votre piston, utilisez cette valeur comme valeur de π dans l’équation. Pour ce faire, prenez la mesure du diamètre de votre piston et ajustez-la à l'aide d'une calculatrice. Un exemple de travail serait un diamètre de 2,5 mètres.Cela donne un diamètre au carré de 6,25 mètres carrés; il y a un bouton sur toutes les calculatrices graphiques qui a x2 écrit dessus. Tapez votre diamètre dans la calculatrice, puis utilisez ce bouton pour trouver la valeur au carré. Divisez la valeur résultante par 4. Dans notre exemple, il s'agit de 6,25; le résultat dans notre cas est donc 1,563. Multipliez cela par la valeur de π, 3.142, et la réponse est 4,909 m2. C'est la zone de forage (A).
Enregistrez la zone résultante de votre configuration de piston.
Saisissez les valeurs obtenues à partir de chacune de ces mesures et calculs dans l'équation principale F = pA, où F est la force du piston (F) en newtons (N), p est la pression manométrique et A est la zone de passage intégral. Ainsi, dans notre exemple, un cylindre simple à pression atmosphérique travaillant sur la course de sortie nécessiterait le calcul suivant pour déterminer la force du piston (F): 100 000 multiplié par 4,909, ce qui correspond à 490900 N.