Un pistón es el componente de trabajo de los motores, compresores y bombas y está alojado dentro de un cilindro. El propósito del pistón varía según el sistema del que forma parte. Por ejemplo, en un motor, como el motor de un automóvil, el pistón transfiere la fuerza de expandir el gas en el cilindro a través del vástago del pistón al cigüeñal. El cálculo de la fuerza de un pistón es crucial para decidir cómo funcionará el componente, qué usos prácticos tendrá y cómo funcionará el motor o compresor resultante. El cálculo es sencillo, siempre que las unidades sigan siendo equivalentes y los valores correctos se ingresen con precisión.
Mida y registre la presión manométrica (p) en newtons por metro cuadrado (N /m2). La unidad de medida N /m2 también se denomina pascal (Pa). Para la carrera de salida, la presión será equivalente a la presión atmosférica normal, que es estándar a 100 kPa.
Mida el diámetro total del pistón (d) en metros (m) usando una cinta métrica o regla, dependiendo en el tamaño de la configuración del diámetro interior del pistón, y anote el resultado.
Utilice el diámetro del pistón de diámetro total para calcular el área del diámetro total (A) en metros cuadrados (m2) sustituyendo el valor que obtuvo de su diámetro medida en la ecuación A = π d2 /4. π, o pi, es un valor constante utilizado en matemáticas. Denota la relación entre la circunferencia de cualquier círculo y su diámetro en el espacio y siempre es igual a aproximadamente 3.142. Entonces, cuando calcule su área de pistón, use este valor como el valor de π en la ecuación. Para hacer esto, tome la medida del diámetro de su pistón y cuadre con una calculadora. Un ejemplo de trabajo sería un diámetro de 2,5 metros. Esto da un diámetro cuadrado de 6.25 metros cuadrados; hay un botón en todas las calculadoras gráficas que tiene x2 escrito en él. Escriba su diámetro en la calculadora, luego use este botón para encontrar el valor cuadrado. Divida el valor resultante por 4. En nuestro ejemplo, es 6.25, por lo que el resultado en nuestro caso es 1.563. Multiplique esto por el valor de π, 3.142, y la respuesta es 4.909 m2. Esta es el área del orificio (A).
Registre el área resultante de la configuración de su pistón.
Introduzca los valores obtenidos de cada una de estas medidas y cálculos en la ecuación principal F = pA, donde F es la fuerza del pistón (F) en newtons (N), p es la presión manométrica y A es el área de diámetro total. Entonces, en nuestro ejemplo, un cilindro de acción simple a presión atmosférica, trabajando en la carrera de salida, requeriría el siguiente cálculo para determinar la fuerza del pistón (F): 100,000 multiplicado por 4.909, que es igual a 490900 N.
TL ; DR (Demasiado largo; No leído)
Use las ecuaciones correctamente para asegurarse de obtener una respuesta precisa al cálculo de la fuerza de su pistón. Por ejemplo, en la ecuación F = pA, debe recordar multiplicar el valor de p por el valor de A. No se agregan, se dividen ni se restan. En cambio, p y A están situadas una al lado de la otra en la ecuación, lo que significa que se multiplican juntas. Sin embargo, en el cálculo preliminar del diámetro del diámetro completo, que se encuentra aplicando la ecuación A = πd2 /4, hay varios procesos diferentes para lograr una respuesta que debe llevarse a cabo en el orden correcto: d se cuadra primero, el valor de d2 luego se divide por 4 y el valor resultante se multiplica por 3.142.
Advertencia
Tenga cuidado con las unidades. Aunque 100 kPa es un valor más manejable, debe ampliarlo a los 100.000 pascales completos para los fines del cálculo. Después de obtener los resultados, puede reconvertirlo a un valor más pequeño si lo desea, dividiéndolo por 1,000. La regla de la unidad también se aplica al área. Algunas personas trabajan en metros, algunos en centímetros y otros en milímetros. Siempre que mantenga la misma opción durante todo el cálculo, el resultado será preciso y escalable, pero si utiliza unidades diferentes en diferentes partes del mismo cálculo, obtendrá la respuesta incorrecta por varios factores, es decir, ceros adicionales o menos de lo que debería. tener.
