Hur man beräknar utmatningskraften

I denna artikel beskrivs hur man beräknar hästkrafter eller wattkraft, betydelsen av termer och deras betydelse.

steg

Granska de grundläggande begreppen. Termen "effekt" anger arbetsbyte i tidsenheten. Arbeten å andra sidan är termen som används för att mäta effektiviteten hos en kraft som appliceras under rörelsen av ett inert objekt eller övervinna vissa hinder eller motstånd eller utövas över ett visst avstånd.

Den viktiga punkten är att utöva "arbetar", en kraft måste agera på ett visst avstånd. Tänk exempelvis på en propeller på ca 150 kg som rör en båt på vattnet i ett avstånd av 24 m: det utförda arbetet är STERKT x AVSTÄLLNING = 150 X 24 = 3600 "m-kg". Vi kan säga att propellen gjorde 3600 m-kg arbete.
Tänk på den tid det tar att flytta skeppet över det avståndet. Antag att skeppet har flyttat med en hastighet av 6 m per sekund (m / sek). För att täcka ett avstånd på 24 m, skulle det ta 24/6 = 4 sekunder. Därför gjorde fartygets propeller 3600 m-kg arbete på 4 sekunder. Effekten utövades med en hastighet av 3600/4 = 900 m-kg per sekund (m-kg / sek).
Förstå de historiska konsekvenserna av tidsmätning. Vid den tid då bensinmotorer ännu inte fanns och ångkraft användes för att köra de första tågen och fartygen (det första ångdrivna fartyget var HMS Britain, vars inledande resa ägde rum 1846: den var utrustad med en den sexbladiga propellern som såg ut som en väderkvarn) utförde hästarna många och varierande typer av arbete. Det är därför logiskt att människor mätt hur mycket arbete en häst skulle kunna utföra över tiden. Efter en serie mätningar fastställdes värdet 76 m-kg / sek som standardhastighet vid utförande av ett jobb för en häst i gott skick. Det blev då känt som "ånghäst". 76 m-kg / sek blev en ånghäst (hk). Detta gäller fortfarande idag.
En annan enhet med universell effektmätning, allmänt begränsad till elektronik och elektroniska instrument och baserat på metriska systemet (meter-kilo-sekund), är "watt". Om en newton av kraft verkar över ett avstånd av en meter, så utfördes en arbetsstycke - om en arbetsstycke tar en sekund att utföra en joule, då är strömförbrukningen en watt. Så en watt motsvarar en joule per sekund.

Tänk på dagens industriella behov. I de flesta fall på industriområdet handlar vi om maskiner som utför rotationsrörelser, snarare än linjära förskjutningar som de som utfördes av en häst som drog en harva i fyrtiotalet. Det är uppenbart att det är nödvändigt att beräkna effekten hos elmotorer, ångmotorer, turbiner, dieselmotorer, etc. Således kommer vi fram till begreppet ögonblick.

Ögonblicket är ett mått på tendensen att vrida eller vrida något eller ge en rotationsrörelse i förhållande till en viss axel. Om du vrider ner ett handtag med en spak på 0,15 m och med en kraft på 10 kg, applicerar du ett ögonblick på 0,15 X 10 = 1,5 kg-m.

Det är just kärnan i frågan som kan orsaka förvirring. För att beräkna det linjära arbetet på en rak linje hade du multiplicerat kraften för förskjutningen. Här multipliceras kraften i samma enhet för avstånd, endast i detta fall är avståndet "hävarmen"- Det följer att även om du skapar ett ögonblick, förutsätter att något vänder sig, har det inte skett något och därför är arbetet noll.

Arbete och tid, även om de verkar ha samma måttenheter, är de i själva verket väldigt olika. Så länge som ögonblicket inte ger en effektiv rotation, är inget arbete gjort och därför förbrukas ingen ström.

Arbetet mäts i m-kg, medan momentet i kg-m för att hålla dem tydliga.

Mät jobbet när det finns en roterande rörelse eller "förskjutning". Antag att hävarmen är fast fastsatt vid änden på vevaxeln på en axel och att din hand med en kraft på 10 kg som ovan gör en förskjutning av 0,6 m längs den cirkel som beskrivs av hävarmen på 1,5 m- Följaktligen är det arbete som utförs, precis som i fallet med en rak linje, lika med kraften multiplicerad med förskjutningen, dvs 10 X 0,6 = 6 m-kg. Antag att du multiplicerar och delar upp denna siffra med längden på spaken samtidigt "hävarmen" 1,5 m. Självklart ändras inte resultatet. Du kan då skriva:

Arbete = 1,5 X 10 X 0,6 / 1,5 och du får fortfarande 6 m-kg, men vad är 1,5 X 10? Vi har just sett att det här är ögonblicket.

Vad är det "0,6 / 1,5"? Förskjutningen av 0,6 m dividerad med hävarmen indikerar hur mycket axeln har roterats uttryckt i vinklarheter som kallas radianer. En strålning, allmänt använd i fysik och teknik, definieras som vinkeln som bildas av två radier i en cirkel så att punkterna där de två strålarna skär varandra omkretsen är åtskilda av längden av cirkelns radie. Detta är ungefär lika med 57 grader - alternativt är det vinkeln som bildas i mitten av cirkeln med en båge på omkretsen lika med cirkelns radie.

Så du kan säga att arbetet som utförs av ett ögonblick som ger en förskjutning av (Theta) radianer är lika med ögonblicket (L)

multiplicerat med rotationsförskjutningen eller

arbete = L x theta i m-kg

Observera att du är mer intresserad av roterande ånghäst på maskiner och motorer, eller hastigheten i rotationsarbete. Det kommer då att ange:

rotationskraft = moment X vinkelförskjutning (radianer) / tid (sek)

I fysiken uttrycks vinkelhastigheten i radianer per sekund, men du kommer alltid att se att motorer av bilar, flygplan eller fartyg alltid anges med rpm. Vi måste därför konvertera.

En omgång per minut (varvtal) = 60 varv / sekund = 60 rps men en revolution per sekund = 2 X mer radianer per sekund.

Det följer att kraften i m-kg per sekund av en rotationsanordning som producerar ett ögonblick, L, och som körs vid S rpm, kommer att vara

Effekt = S / 60 X (2 pi) X L i m-kg / sek. Som noterat förut för att vända det till en gren måste du dela upp det med 550 eller

Motorhästkraft = (2 pi) / 33 000 XLXS, där L är ögonblicket mätt i m-kg (vanligtvis enligt mätningar med Prony Brake) och S är rotationshastigheten i varvtal, som kan mätas med mätare , strobbelysning, laser etc. På detta sätt kan prestandakurvorna hos motorerna hos bilar och motorcyklar representeras som momentum med avseende på rpm och kraft med avseende på hastighet i rpm. Från dessa diagram kan automotive ingenjörer bestämma den optimala prestationspunkten.

Dela på sociala nätverk:

Relaterade