Kako izračunati moč v konjskih močh ali vatih, kaj pomenijo ti izrazi in zakaj so ti izrazi pomembni.
Korak
Korak 1. Preglejte osnove
Beseda moč je opredeljena kot časovni interval za opravljanje dela. Medtem je delo stari izraz za merjenje učinkovitosti uporabljene sile pri premikanju inertnega predmeta ali pri soočanju z oviro ali drugo oviro in pokrivanju razdalje.
- Bistvo tukaj je, da mora sila za opravljanje "dela" prepotovati razdaljo. Na primer, če propeler s silo 300 N premika ladjo v vodi 80 m, potem je delo SILA x DALJINA = 300 x 80 = 24.000 "Nm/džul" --- zato lahko rečemo, da je propeler propeler je opravil 24.000 Joulov dela.
- Razmislite o času, ki je potreben za premik ladje na to razdaljo. Predpostavimo, da ladja prevozi to razdaljo s hitrostjo 20 m na sekundo (m/s). Za prehod razdalje 80 m ladji vzame 80/20 = 4 sekunde. Tako ladijski propeler opravi 24.000 Joulov dela v 4 sekundah, zato se moč porabi s hitrostjo 24.000/4 = 6.000 Joulov na sekundo (J/s).
-
Razumeti zgodovinsko ozadje časovnega razporeda. V dneh, ko so bili bencinski motorji in parna energija uporabljeni za pogon prvih vlakov in ladij (prva ladja, ki je uporabila propeler, je bila HMS Britain, katere prvo potovanje je bilo leta 1846 in je uporabljalo en propeler s 6 lopaticami, ki je videti kot vetrnica)), konji opravljajo zelo naporno in raznoliko delo. Edinstveno je, da ljudje merijo, koliko truda lahko konj naredi, in izračunajo čas. Po iskanju povprečja številnih poskusov so se odločili za 746 J/s kot standardno hitrost dela zdravega konja. Kasneje je ta standard postal znan kot "konjske moči". 746 džulov na sekundo v eno konjsko moč (KM). To velja še danes.
746 X 60 = 44.760 Joulov na minuto, kar je enako: en KM
- Druga univerzalna enota moči, ki je zdaj na splošno omejena na elektronsko in električno opremo in temelji na metričnem sistemu MKS (meter-kilogram-sekunda/sekunda), je "vat". Če en Newton sile prevozi razdaljo enega metra, je bil opravljen en džul dela; če sila potrebuje eno sekundo za en džul tega dela, potem je poraba energije en vat. Tako je en vat en džul na sekundo.
Korak 2. Razmislite o industriji, ki jo trenutno potrebuje
V večini primerov v industriji delamo z rotacijskimi stroji in ne stroji z ravnim gibanjem, kot je konj, ki ore z brano na 160.000 m² zemlje. Torej bi morali biti sposobni določiti izhodno moč stvari, kot so elektromotorji, parni stroji, turbine, dizelski motorji itd., In tako spoznati predmet navora.
- Navor je merjenje nagnjenosti k spremembi smeri ali vrtenju ali vrtenju predmeta na nekaterih osi. Če pritisnete ročaj petmetrske ročice s silo 20 njutonov, uporabite navor 5 X 20 = njutonmetrov.
- Tu je težava in lahko privede do zmede. Za izračun linearnega dela na ravni črti pomnožite silo s premikom. Spet pomnožite silo v istih enotah kot premik, vendar je v tem primeru premik "ročica vzvoda" in čeprav proizvajate navor, razen če se nekaj vrti, ni premika in s tem tudi dela.
- Delo in navor, čeprav se zdi, da se merita v isti enoti, sta dejansko zelo različna. Preden navor ustvari dejansko vrtenje, se ne dela, zato se ne porabi nobena moč.
- Delo se meri v džulih (J), navor pa v Newtonometrih (Nm) za razlikovanje med tema dvema.
Korak 3. Izmerite delo, če obstaja premik ali rotacijski "premik"
Predpostavimo, da je vzvod trdno zaklenjen na opori, ki se konča na osi, in vaša roka, ki uporablja silo 20 N kot prej, prepotuje dva metra vzdolž kroga, ki ga predstavlja petmetrska ročica, nato se opravi delo, kot v v primeru ravne črte zgoraj zgoraj, enako sili in premiku ali 20 X 2 = 40 njutonmetrov. Recimo, da to število hkrati pomnožite in delite s 5 metrov dolgo ročico ali "ročico vzvoda". Očitno to ne bo spremenilo rezultata, zato lahko napišete:
- Delo = 5 X 20 X 2/5 in rezultat je 40 Joulov kot prej, toda ali je 5 X 20 nad tem? Pravkar ste videli, da je navor.
- Kaj je "2/5"? Linearni premik 2 metra, deljen z ročico vzvoda, vam pove, kako daleč ste obrnili os v kotnih enotah, imenovanih radiani. Radian, ki se univerzalno uporablja v fiziki in strojništvu, je opredeljen kot kota med dvema polmeroma kroga, tako da so točke na obodu kroga, kjer se sekata dva polmera, ločene z dolžino polmerov kroga. Ta izračun je zelo blizu 57 stopinj ali pa je tudi kot, ki ga v središču kroga tvori lok, ki je enak polmeru kroga na obodu kroga.
-
Tako lahko rečete, da je delo, ki ga opravi navor, ki proizvaja rotacijske premike (theta) radianov, enako navoru (L)
- krat vrtilni premik oz
- delo = L X theta v džulih
Korak 4. Upoštevajte, da vas veliko več zanima količina konjskih moči pri vrtenju motorja in motorja, to je časovni interval za opravljanje rotacijskega dela:
- moč vrtenja = navor X kotni premik (radiani)/čas (sekunde)
-
V fiziki je kotna hitrost zapisana v radianih na sekundo, vendar vsak motor, motor letala ali ladje, ki ga vidite, vedno merimo v vrtljajih na minuto (vrtljajev na minuto), zato moramo to spremeniti.
- En vrtljaj na minuto (vrt/min) = 60 vrtljajev/sekundo = 60 vrtljajev na sekundo, vendar en obrat na sekundo = 2 X pi radianov na sekundo
- Tako je moč v džulih na sekundo vrtljivega aparata, ki proizvaja navor L in se vrti s hitrostjo S rpm,
- Moč = S/60 X (2 pi) X L v J/s in kot je bilo prej zapisano, morate za pretvorbo v konjske moči razdeliti na 746 oz.
- Motorne konjske moči = (2 pi)/44,760 X L X S, kjer je L navor, izmerjen v newtonskih metrih (običajno z zavoro Prony), S pa hitrost vrtenja v vrt/min, ki jo lahko merimo s števcem, stroboskopom, laserjem itd. Na ta način je mogoče krivulje zmogljivosti avtomobilov in motornih koles prikazati v obliki grafa navora glede na vrt.min. in moč (KM) glede na število vrtljajev motorja v vrt./min in avtomobilski tehniki lahko iz teh lestvic vidijo njegovo optimalno delovanje.
