पानी के नीचे हवा का दबाव

Question

मेरे पास एक प्रश्न है जो मैंने स्टैक भौतिकी अनुभाग में पूछा था और उन्होंने मुझसे कहा कि मुझे अपना प्रश्न यहाँ पूछना चाहिए।

इसलिए मैं मूल रूप से आरसी पनडुब्बी पर काम करना शुरू कर रहा हूं, और मैं 200 मिलीलीटर सिरिंज का उपयोग एक गिट्टी टैंक के रूप में करना चाहता हूं। मेरी योजना सिरिंज हैंडल को एक गियर सिस्टम के साथ वापस खींचने की थी, जिसे एक छोटी डीसी मोटर द्वारा घुमाया जा रहा है।

मेरा सवाल है: मैं कैसे गणना कर सकता हूं, मोटर को न्यूट्रॉन्स (बल) को हैंडल को खींचने और उस सिरिंज में पानी चूसने की कितनी आवश्यकता है?

यह जानने के लिए कि इसे खींचने के लिए कितना बल चाहिए, मैं इसे संचालित करने के लिए न्यूनतम विद्युत शक्ति की गणना कैसे कर सकता हूं?

Comments

एक एकल में पैक किए गए कई प्रश्न आम तौर पर अब बहुत स्वागत करते हैं, हालांकि आपका मामला अभी बहुत खराब नहीं है (एक पोस्ट में नियमित प्रश्न सूची भेजने वाले लोग हैं ...) मैंने आपके व्याकरण को ठीक करने की कोशिश की। सौभाग्य!

— पेटेर

मैंने एंटर बटन दबाकर अपने सभी प्रश्नों को अलग करने की कोशिश की, लेकिन वह काम नहीं करता था, वैसे भी आपको धन्यवाद =)

— जेड एच

लोड करने के लिए जो आपको सबसे अधिक करना होगा, वह सिरिंज के घर्षण के नीचे है यानी सील ...

— सौर माइक

Answer 1

यह आपकी पनडुब्बी के अंदर हवा के दबाव और अधिकतम गहराई पर निर्भर करता है जिसे आप संचालित करना चाहते हैं। सिरिंज की घर्षण का भी हिसाब देना होगा।

कहते हैं कि आप 100 मीटर अधिकतम गोता लगाना चाहते हैं और यूनिट के अंदर हवा का दबाव वायुमंडलीय है (जो पानी के ऊपर हवा के दबाव को रद्द करता है)।

हम फिर हाइड्रोस्टेटिक दबाव की गणना करते हैं :
1000 किग्रा / मी ^ 3 * 10 मी * 9.81 मी / से ^ 2 = 98 किग्रा

बल सिरिंज के व्यास पर निर्भर है। ऐसा लगता है कि एक 200 मिली सिरिंज का व्यास 44.75 मिमी है।

क्षेत्र = 3.14159 * (44.75 मिमी / 2) ^ 2 = 0.00157 मीटर ^ 2

बल = 98kPa * 0.00157 मीटर ^ 2 = 154N (~ 35 पाउंड बल)

ध्यान दें कि यह विधि पनडुब्बी में हवा की मात्रा को सिरिंज में वॉल्यूम की तुलना में बड़ा मानती है। पनडुब्बी में बढ़ते वायु दबाव से आवश्यक बल कम हो जाएगा।

सील से स्थिर घर्षण को भी अनुभवजन्य रूप से मापा जाना चाहिए और आवश्यक कुल बल में जोड़ा जाना चाहिए। इसका अनुमान लगाने के लिए, यह लिंक सीरिंज की एक श्रृंखला के लिए आवश्यक बलों का अवलोकन देता है; हाल ही में 3 साल की उम्र तक चले गए। उनके ग्राफ के आधार पर यह हाल ही में स्थानांतरित (6 या 8 मिमी व्यास?) सिरिंज के लिए लगभग 5 न्यूटन जैसा दिखता है। एक 200ml सिरिंज इस से अधिक होगा और एक पैमाने के साथ अनुभवजन्य परीक्षण की आवश्यकता होगी।

कुल सुरक्षा बल के लिए घर्षण मान जोड़ें और 1.5 सुरक्षा कारक से गुणा करें।

फिर बस सही बल और स्ट्रोक के साथ एक रैखिक एक्चुएटर खरीदें। फिर बस बिजली की खपत पर निर्माता विनिर्देशों का उपयोग करें क्योंकि इसमें पहले से ही गियर / मोटर दक्षता गणना शामिल है। यह एफए-35-12- (एक्स) -पी रैखिक एक्ट्यूएटर में 12 ए या 60 वाट्स पर अधिकतम 5 ए है।

Comments

"यह शायद 5 न्यूटन के आसपास होगा" के लिए उद्धरण / गणना आवश्यक है। डीसी मोटर के बजाय रैखिक एक्ट्यूएटर का उपयोग करने का सुझाव अच्छा है।

— जोनाथन आर स्विफ्ट

@ जोनाथन आर स्विफ्ट, जवाब में प्रशस्ति पत्र जोड़ा गया।

— ericnutsch

अच्छा उद्धरण - गणना में सुरक्षा कारक की सिफारिश भी महत्वपूर्ण है।

— जोनाथन आर स्विफ्ट

यह भी ध्यान रखें कि सिस्टम को न केवल प्लंगर को स्थानांतरित करना होगा, बल्कि या तो प्लंगर के लिए पानी के इनलेट पर शटऑफ वाल्व की आवश्यकता होगी या एक्यूएटर को प्लंजर को लगातार जगह पर लॉक करना होगा।

— DLS3141

@ DLS3141, इस तरह के एक उच्च गियर अनुपात actuator आमतौर पर एक कीड़ा ड्राइव है और अतिरिक्त लॉकिंग की आवश्यकता नहीं है।

— ericnutsch

Answer 2

यदि ऊर्जा की खपत महत्वपूर्ण है, तो एक स्प्रिंगलोडेड सिरिंज प्रभावी हो सकती है। आपको केवल इसे डूबने देने की आवश्यकता है। यह बहुत कम बिजली खर्च करता है, इसलिए नाव चलाने के लिए और अधिक छोड़ दिया जाता है। इसे फिर से हवा से भरना एक मुद्दा है, लेकिन यह CO2 चार्ज के साथ किया जा सकता है। अब आप, एयरसॉफ्ट और पेंटबॉल पिस्तौल का उपयोग करते हैं और क्या नहीं। फिर, आपको केवल कुछ CO2 में जाने के लिए एक वाल्व खोलना होगा और पानी को बाहर निकालना होगा। इस तरह, आप नाव के साथ बातचीत किए बिना जितनी बार चाहें उतनी बार डूब सकते हैं और सतह बना सकते हैं। (जब तक CO2 प्रभारी पाठ्यक्रम से कम नहीं है ..)

Answer 3

बस एक पानी का मीटर मिलता है, अतिरिक्त आवेग आउटपुट या 4-20mA सिग्नल के साथ एनालॉग होते हैं - जहां मैं रहता हूं, 50-100 € एक टुकड़ा। सिग्नल आउटपुट के बिना पानी का मीटर आपको 30 € वापस सेट कर सकता है।

खराब परिणाम के लिए अन्य समाधान अधिक जटिल हैं:

• पंप प्रवाह दर दबाव पर निर्भर है, एक पंपिंग चक्र के दौरान आपके कुएं में पानी का स्तर डूब जाएगा और आपके टैंक में स्तर बढ़ जाएगा, प्रवाह कम हो जाएगा।

• अपने उत्तर में केवेट के साथ, ercnutschs जवाब के अनुसार पंपिंग चक्रों को गिनना बेहतर होगा। आपको संकेतों की व्याख्या करने के लिए सरल सेंसर और होमब्रेव सिस्टम सेट करने की आवश्यकता होगी

• चूंकि यह पीने का पानी है, इसलिए किसी भी समाधान को पानी की गुणवत्ता से कोई समझौता नहीं करना चाहिए। इसे ध्यान में रखते हुए पेयजल मीटर बनाए गए हैं।

संक्षेप में, मुझे लगता है कि एक ऑफ-शेल्फ पानी का मीटर आपकी सबसे अच्छी शर्त है।

Answer 4

आपकी सबसे अच्छी शर्त इस प्रायोगिक रूप से गणना करना है। सिरिंज का घर्षण पूरी तरह से दबाव की आवश्यकताओं को बौना बना देगा - जब तक आप नहीं चाहते कि आपका मॉडल एक दो मीटर से अधिक गहरा हो।

बल का निर्धारण करने के लिए डायनामोमीटर (या स्प्रिंग वेट) का उपयोग करें:

• पिस्टन को मुफ्त वायु के साथ स्थानांतरित करने के लिए
• एयर एक्सेस के साथ वॉल्यूम को दोगुना करना प्रतिबंधित है (कहते हैं, 5 से 10 मिलीलीटर से जा रहा है)

इस तरह आपको घर्षण बल और घर्षण बल + 0.5 बार दबाव अंतर मिलेगा। अकेले दबाव बल के लिए पहले रीडआउट को घटाएं। आपको प्रति 10 मीटर गहराई पर 1 बार मिल रहा है, इसलिए दबाव से बल 0.2 मीटर (आपका परिणाम) प्रति मीटर गहराई तक होगा। (और आपके RC ट्रांसमीटर को वैसे भी 2-3 मीटर से अधिक गहरे तक पहुंचने की संभावना नहीं है)

अधिकतम लोड पर बल, मोटर टॉर्क रेटिंग, टॉर्क और लीनियर फोर्स (स्क्रू एक्ट्यूएटर?) और आपकी मोटर पॉवर रेटिंग के बीच मैकेनिकल ट्रांसमिशन को जानकर आप बिजली की जरूरतों को जान पाएंगे - लेकिन आपको वास्तव में एक उच्च सुरक्षा के साथ जाना चाहिए 2x की तरह कारक, क्योंकि तापमान, चिपचिपी नमी, वोल्टेज की गिरावट, संचरण का घर्षण आदि के आधार पर अलग-अलग स्थितियां आम ऑपरेशन में इसे आसानी से तोड़ने के लिए काफी बड़ी होंगी।