ตัวอย่างที่ 2.1

ตัวอย่างที่ 2.1 กระบอกสูบแบบทํางาน 2 ทางลูกหนึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางของ ลูกสูบ 100 มิลลิเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางก้านสูบ 25 มิลลิเมตร และแรงเสียดทานมีค่า 10 เปอร์เซ็นต์ของแรงทฤษฎี เมื่อความดันใช้งาน 10 บาร์ (เมื่อ 1 บาร์ = 10⁵ นิวตัน(ม. ²) จงหา

1. แรงที่คํานวณได้ทางทฤษฎีของกระบอกสูบ ขณะลูกสูบเคลื่อนที่ออกและขณะเคลื่อนที่กลับ

2. แรงที่เกิดขึ้นจริงของกระบอกสูบ ขณะลูกสูบเคลื่อนที่ออกและขณะเคลื่อนที่กลับ

3. แรงที่เกิดขึ้นจริง ถ้าเป็นกระบอกสูบทางเดียวที่มีค่าแรงต้านเนื่องจากสปริงเท่ากับ 1,000 นิวตัน

วิธีทํา หาพื้นที่หน้าตัดลูกสูบ (A)

เมื่อ เส้นผ่านศูนย์กลางลูกสูบ (D) = 100 มิลลิเมตร = 10 เซนติเมตร

เส้นผ่านศูนย์กลางก้านสูบ (d) = 25 มิลลิเมตร = 2.5 เซนติเมตร

จากสูตร พื้นที่วงแหวน (A)

พื้นที่หน้าตัดลูกสูบ = 78.5 x 10^-4 ตารางเมตร

จากสูตร พื้นที่วงแหวน (A’)

(1) หาแรงที่คํานวณได้ทางทฤษฎี (Ft) ของกระบอกสูบแบบทํางาน 2 ทาง

• ขณะลูกสูบเคลื่อนที่ออก

F_th= A x P

= (78.5 X10^-4) ม² x (10 X 10⁵) นิวตัน/ม ²

= 7,850 นิวตัน

ขณะลูกสูบเคลื่อนที่กลับ F_th = A' x P

= (73.59x 10^-4) ม. x (10 x 10⁵) นิวตัน/ม.²

= 7,359 นิวตัน

แรงเสียดทาน (F_R) มีค่า 10 เปอร์เซ็นต์ของแรงทางทฤษฎี

(2) หาแรงที่เกิดขึ้นจริง (F_n) ของกระบอกสูบทํางาน 2 ทาง

• ขณะลูกสูบเคลื่อนที่ออก F_n = A x P - F_R

= (78.5 x 10^-4) ม.² x (10 x 10⁵) นิวตัน/ม.² - 785 นิวตัน

= 7,850 - 785 นิวตัน

= 7,065 นิวตัน

• ขณะลูกสูบเคลื่อนที่กลับ

F_n= A' XP-F_R

= (73.59 X 10^-4)ม.² (10 x 10⁵) นิวตัน/ม.² - 735.9 นิวตัน

= 7,359 -735.9 นิวตัน

= 6,623.1 นิวตัน

(3) หาแรงที่เกิดขึ้นจริง (F_n)ของกระบอกสูบทํางานทางเดียว

• เมื่อค่าแรงต้านเนื่องจากสปริงเท่ากับ 1,000 นิวตัน

F_n x P - (F_R + F_r)

= (78.5 x10^-4) ม.² (10 x 10⁵)นิวตัน/ม.² - (785 นิวตัน + 1,000 นิวตัน)

= 7,850 - 1,785

= 6,065 นิวตัน