ما هي هذه الأداة
تحسب حاسبة قوة الأسطوانة الهوائية القوة النظرية التي يمكن أن تنتجها الأسطوانة انطلاقًا من ضغط الهواء المُغذّى وقطر تجويف الأسطوانة. ولأن المبادئ الفيزيائية واحدة في كل مكان، فإن هذه الأداة عالمية الاستخدام — كل ما عليك هو اختيار وحدة الضغط (بار أو psi أو كيلوباسكال) التي يعرضها مقياسك.
كيفية الاستخدام
أدخِل ضغط الهواء واختَر وحدته، ثم أدخِل قطر تجويف الأسطوانة بالمليمتر. ولحساب قوة الارتداد (السحب)، أدخِل أيضًا قطر قضيب المكبس — إذ يشغل القضيب جزءًا من وجه المكبس فيقلّل المساحة الفعّالة على جانب القضيب. اترك قيمة القضيب عند 0 إذا أردت تجاهل قوة السحب.
شرح المعادلة
القوة تساوي الضغط مضروبًا في المساحة: \(F = P \times A\). وجه المكبس دائري، لذا فإن مساحته \(A = \frac{\pi}{4}\,d^{2}\). عند مرحلة المدّ (الخروج) تُستخدَم مساحة التجويف كاملة. أما عند الارتداد (السحب) فيُطرَح مقطع القضيب، لتنتج المساحة الحلقية \(A = \frac{\pi}{4}\left(d^{2} - d_r^{2}\right)\). حوّل الضغط إلى باسكال (1 بار = 100,000 باسكال، 1 psi ≈ 6894.76 باسكال، 1 كيلوباسكال = 1000 باسكال) والمساحة إلى أمتار مربعة، فتكون النتيجة بوحدة النيوتن.
$$F_{push} = P \cdot \frac{\pi}{4}\,D^{2} \qquad F_{pull} = P \cdot \frac{\pi}{4}\left(D^{2} - d^{2}\right)$$
مثال محلول
أسطوانة بقطر تجويف 50.8 مم عند ضغط 100 psi:
$$P = 100 \times 6894.757 = 689{,}475.7 \text{ باسكال}$$$$A = \frac{\pi}{4}(0.0508)^{2} = 0.0020268 \text{ م}^{2}$$$$F = 689{,}475.7 \times 0.0020268 \approx 1397.45 \text{ نيوتن}$$ولو زاد التجويف بما يعادل مساحة أكبر بمقدار 2.5 مرة، لتضاعفت القوة بنفس النسبة.
الأسئلة الشائعة
هل هذه هي القوة التشغيلية الحقيقية؟ لا — إنها القوة الساكنة النظرية. الناتج الفعلي يكون أقل بسبب احتكاك المانعات (عادةً خسارة بنسبة 3–10٪) وأي ضغط مرتد على جانب العادم.
لماذا تكون قوة السحب أقل من قوة الدفع؟ لأن قضيب المكبس يشغل جزءًا من مساحة المكبس على جانب القضيب، فتتعرّض مساحة أقل للضغط أثناء الارتداد.
أي وحدة ينبغي أن أستخدم؟ استخدم ما يعرضه مقياس مُنظّم الضغط لديك؛ فالحاسبة تحوّل القيمة داخليًا إلى الباسكال.
