موضوع: اسب بخار

عبارت اسب بخار توسط مهندس جیمز وات اختراع شد

و معروفترین کار جیمز وات با بهبود بخشیدن عملکرد موتورهای بخار شروع شد.
وما هر وقت در رابطه با یک لامپ 100 وات صحبت میکنیم یاد جیمز وات می افتیم.
ذغال سنگ در معدن ذغال سنگ بود وجیمز میخواست راهی را برای صحبت از قدرت پیدا کند او متوجه شد به طور میانگین یک اسب با بلند کردن اجسام کوچک در معدن 22.000پا- پوند کار در یک دقیقه انجام می دهد . سپس او عدد را 50 درصد افزایش داد و اندازه گیری اسب بخار در 33.000 پا- پوند کار در یک دقیقه ساخته شد .
برای اینکه یه تصور درست از این جریان داشته باشین به شکل زیر نگاه کنید .



یک اسب میتواند 33.000 پا پوند کار در هر دقیقه انجام دهد .
اسب با فشار شدید 1 اسب بخار میتواند 330 پوند ذغال سنگ رو 100 پا بلند کنه تو یک دقیقه یا 33 پوند ذغال سنگ رو 1.000 پا بلند کنه تو یک دقیقه و یا 1.000 پوند ذغال سنگ رو33پا بلند کند در یک دقیقه.
اسب بخار میتواند به واحدهای دیگری هم تبدیل بشه برای مثال 1 اسب بخار مساوی است با 746 وات
برای محاسبه اسب بخار در دور موتور های مختلف ابتدا به یه نمودار گشتاور نیاز داریم واز رابطه زیر استفاده کنید .
(Torque x Engine speed) / 5,252 = Horsepower
5.252/(دورموتور*گشتاور پوند فوت) =اسب بخار



1 horsepower = 0.7457 kW

Power (kW) = Torque (Nm) * 2 pi * rotational speed (rpm) / 60000

Power (HP) = Torque (lbf*ft) * 2 pi * rotational speed (rpm) / 5252
- - - - - - - - - - - - - - - - -
مثال
شما میخواین بدونین موتور TU5JP4 تو دور موتور 4000 با گشتاور147 نیوتن بر متر چند اسب بخار نیرو تولید میکنه ؟
1-نیوتون متر رو به پوند فوت تبدیل میکنید .

(147/0.3048)/(9.80665*0.45359237)=108 lb*ft
108*4000)/5.252=82hp

با یک مقدمه از اسب بخار حالا میرسیم به این بحث که گشتاور بالا مهمتره یا اسب بخار بیشتر
گشتاور به شما قدرت انجام کار رو میده در حالیکه اسب بخار به شما سرعت انجام کار رو میده
علاقه مندان به گشتاور و عشق خر خر کردن موتور یک Chevrolet Camaro اس اس را انتخاب میکنند که موتور v8 و گشتاور 408 فوت –پوند
و علاقه مندان به اسب بخار بالا یک هوندا S2000 ، که دارای 237 اسب بخار در 7،800 (دور در دقیقه) را انتخاب میکنند ، اما تنها تولید گشتاور £ 162 فوت –پوند

گشتاور بالا به شما این امکان رو میده که تو دور موتور پایین به سرعت شتاب بگیرید و وقتی که در یک سربالای طولانی رانندگی میکنید اهمیت گشتاور رو بهتر درک میکنید.
اسب بخار اون چیزی است که در دور موتور بالاتر مورد استفاده قرار میگیرد .
اگر شما با یک هوندا s2000 در حال رانندگی باشید تا زمانی که دور موتور بالاست شما دارای قدرت مناسبی هستید ولی همین که در یک سربالای پشت یک کامیون متوقف شدید و خواستید سیقت بگیرید آن زمان اسب بخار بالای خودروی شما به کار نمی آید.
درپایان اسب بخار بالا به شما کمک میکند در دورهای بالا قدرت مناسبی داشته باشید وفشار وارده به موتور هم بیشتر است بدلیل اینکه قدرت موتور در دورهای بالاتری بدست میاد.

سلام
گشتاور و توان موتور برحسب دور موتور متغیره و برای اینکه بتونن یه مشخصه برای موتور معرفی کنن مقدار ماکزیمم گشتاور یا ماکزیمم توان رو میگن و چون این ماکزیمم ها برای هر تیپ موتوری تو یه دور خاص اتفاق میفته دور موتوری که اون ماکزیمم گشتاور یا ماکزیمم توان رو به شما میده هم ذکر میکنن.
یه فرق موتور xu7 و tu5 هم تو این دور موتوریه که این ماکزیمم ها توش اتفاق میفته.

در مورد گشتاور و اسب بخار بذارید ساده تر توضیح بدم تا کاملا براتون جا بیفته

فرمول گشتاور و که همتون میدونید : m=f.r

خب پس فهمیدیم که عوامل تغییر گشتاور یکی بازو (r) , و یکی نیرو (f)

میتوان گفت گشتاور زیر مجموعه اسب بخار یعنی اگه طول بازو ثابت باشه با افزایش اسب بخار گشتاور هم زیاد میشه ولی شما نمیتونید برعکس این قضیه و عملی کنید (دقت کنید طول بازو ثابت فرض کردیم ) گشتاور حاصل و نتیجه دوعامل هست بنابراین نمیتونه روی اونها تاثیری ایجاد کنه
پس گشتاور تابع اسب بخار است.

حالت بعدی اینکه دوموتور با اسب بخار برابر میتونن گشتاور متفاوتی را تولید کنند
چطوری؟؟؟؟..................
جواب : با تغییر طول بازو

کاهش طول بازو در اسب ثابت= افزایش سرعت =کاهش گشتاور


* برای افزایش گشتاور میتوان اسب بخار را بالاتر برد
*برای افزایش گشتاور میتوان طول بازو را افزایش داد


خلاصه لپ کلام اینکه گشتاور زیاد و اسب بخار کم مثل مرد قوی هیکلی میمونه که پر زور ولی آدم چابک و تند و تیزی نیست خلاص

اگه بخوایم خیلی ساده بگیم گشتاور همون نیروی دورانی موتور هست که باعث حرکت ماشین میشه و در واقع شما فقط گشتاورو احساس می کنید چون توان نیرو نیست که احساس بشه. مثلا وقتی موقع شتاب گیری تو صندلی فرو می رید این گشتاور هستش که شما احساس می کنید.
ساده ترین تعریفی که از توان میشه کرد اینکه (توان = توانایی حفظ گشتاور تو دور موتورهای بالا) یعنی هر ماشینی بتونه تو دور موتور بالا افت گشتاور کمتری داشته باشه اسب بخار بیشتری داره و برای همین سریعتر میشه.
البته اسب بخار و گشتاور به تنهایی تعیین کننده ی عملکرد یه ماشین تو واقعیت نیستن چون عوامل بسیار مهم دیگری از جمله ضریب دنده های گیربکس و ضریب دیفرانسیل هم از اهمیت بالایی برخوردارند که نمیشه ازشون چشم پوشی کرد.

شرکتهای سازنده خودرو موتورهاشون رو با بهترین و ایدال ترین شرایط تست می کنن تا قدرت و گشتاورشو بدست بیارن . حالا تو خط مونتاژ فرضا یه شمع نامرغوب میندازن یا هر قطعه ای دیگه ای شاید از قدرت گفته شده برای اون نوع موتور کم بشه ولی شما هم با تعویض اون قطعات با نوع مرغوب قدرت بیشتری نمیتونید از موتور بگیرید . صفحه کلاج هم به انتقال نیرو ربط داره نه به افزایش توان موتور . اگه صفحه کلاچ خوبی باشه با کمترین هدر رفت قدرت رو منتقل میکنه و اگه خوب نباشه با افت قدرت

میدونی کوچیک بودن اندازه چرخ پراید چه دلیلی داره ؟

طبق رابطه M = f *r باعث میشه گشتاور بیشتری به زمین منتقل بشه

موارد اینجوری توی خودرو زیاده مثل ضرایب دنده و ضرایب دیفرانسیل و . . . که باعث میشن ماشین با قدرتی متفاوت از موتورش حرکت کنه مثلا حتما دیدی که پراید تو دنده یک چه شتابی داره و حتی زانتیا رو می گیره ولی در ادامه حرفی برای گفتن نداره اینها به دلیل اینه که با همون نسبت ها برای پراید کاری کردن که گشتاور زیادتری نسبت به زانتیا در دنده یک به زمین وارد کنه با وجود اینکه گشتاور موتور زانتیا بیشتره ( البته وزن دو خودرو من در نظر نگرفتم تا مساله بهتر درک کنید)

یا مثلا ایران خودرو اومد شعاع اندازه میل لنگ تو روا از آردی بیشتر کرد تا ماشین گشتاور بیشتری تولید کنه

اینا رو گفتم تا بدونی که قدرت ماشین به شتابش نیست و باید اونو از همه لحاظ سنجید

قدیما توی فیزیک دیمانسیون درس میدادند

معلم فیزیک دوم دبیرستانمون بهمون درس داد که بعدا وارد دانشگاه شدیم گیر نکنیم

دیمانسیون فرمولیست که همه کمیتها رو با اون نشون میدند

m l t

جرم- طول - تی هم زمان

مثلا شتاب میشه:
mt^-2

حالا...
دیمانسیون گشتاور همون انرژیه و برای محاسبه کار انجام شده توسط نیروی گشتاور، گشتاور در تغییر زاویه بر حسب رادیان ضرب میشه زاویه هم بعد نداره یعنی دیمانسیون برابر یک

گشتاور = نیرو * بازوی محرک
توان (اسب بخار یا وات) = انرژی تقسیم بر زمان
انرژی = نیرو * جابجایی
دیمانسیون نیرو از دیمانسیون شتاب و ضربه حساب میشه

پس گشتاور همون زور هست. یه مرد قوی هیکل رو تصور کنید که زور داره ولی معلوم نیست زور رو با چه سرعتی وارد میکنه
توان سرعت انجام کار هستش.
گشتاور بدون توان معنی نمیده. موتور 6 خطی نوا رو تجسم کنید، زور زیاد، توان کم = قوی و تنبل

واسه اسب بخار و گشتاور و این بحث نیرو و توان یا قدرت نمیدونم شاید زمان ما بد توضیح میدادن استادا که اشتباه برداشت کردم.

واسه ما اسب بخار رو توان انجام یه کار در واحد زمان تعریف میکردن (کار به اعدادش ندارم)

کار رو هم میگفتن نیروئی هست که باعث جابجائی جسم میشه.

گشتاور رو نیروی چرخشی وارد بر جسم میگفتن.

و واسه تبدیل گشتاور بر حسب پوند-فوت در دور موتور مشخص رابطه زیر رو داشتیم:

اسب بخار=(5.252)÷(دور موتور* گشتاور)

همشون قابل تبدیل به هم هستن و نیرو باعث انجامشون میشه.

اینکه فقط به یکیشون بشه بگیم نیرو رو تا حالا توجیه نشدم که درست باشه چون همشون رو نیرو بوجود میاره.
نمیدونم شایدم من اشتباه میکنم.

360PS=355HP=265KW

ps بیشتر توسط آلمان ها استفاده میشه و خود کلمه ای هم که این مخفف ازش گرفته شده آلمانیه.

BHP:BRAKE HORSEPOWER اگه اشتباه نکنم قدرت خروجی موتور روی فلایویل هست.

اسب بخار!

خودروها قدرت خود را از کجا می آورند؟ انفجارهای خیلی کوچک که داخل موتور، هزاران بار در دقیقه رخ می دهد، باعث تولید قدرت می شوند. هر چه موتور

بتواند سوخت را بطور موثرتر و بهینه در زمان کوتاه تری بسوزاند، می تواند انرژی بیشتری تولید کند. قدرت به سرعت تولید انرژی گفته می شود. این تعریف

دقیقا مفهوم قدرت یا توان است، یعنی هر چه بتوانیم انرژی بیش تری در زمان کمتری تولید کنیم، قدرت یا توان ما بیشتر است. قدرت به وسیلهٔ یک واحد بسیار

قدیمی به نام اسب بخار سنجیده می شود. اگر گفته شود که خودروی شما 150 اسب بخار قدرت دارد، فکر کنید شبیه کالسکه ای است که 150 اسب نامرئی

آن را می کشند.




یک مهندس اسکاتلندی به نام جیمز وات واحد اسب بخار را اختراع کرد. وات، یک ماشین بخار ساخت و تصمیم گرفت آن را به مردم بفروشد. اما مردم تا قبل

از آن فقط از اسب استفاده می کردند. بنابراین، او مجبور بود برای مشتریان خود، قدرت ماشین بخار را با قدرت اسب مقایسه کند. اما او در محاسبات خود

اشتباه بزرگی مرتکب شد.



داستان به آنجایی بر می گردد که آقای وات محاسبات خود را بر اساس اسب های پاکوتاه در نظر گرفت. اسب هایی که می توانستند بار 100 کیلوگرمی را در

حدود 30 متر در هر دقیقه بالا بکشند (یعنی حدود 3000 کیلوگرم متر در هر دقیقه).سپس او حدس زد (البته به اشتباه) که اسب های معمولی 50% قوی

ترند و می توانند در هر دقیقه 4500 کیلوگرم متر با یک اسب بخار قدرت داشته باشتد. اما واقعیت این است از نظر قدرت، اسب های پاکوتاه با اسب های

معمولی تفاوتی تدارند. پس باید نتیجه گرفت که یک اسب معمولی و یک اسب پا کوتاه هر دو 0.7 اسب بخار قدرت دارند. خوشبختانه امروزه دانشمندان برای

قدرت از یک واحد بهتر و دقیق تر به نام وات استفاده می کنند. حالا اگر گفتید که این واحد از روی نام چه کسی برداشته شده است!؟



شما می توانید اسب بخار هر وسیله ای را که انرژی مصرف می کند، محاسبه کنید. از یک لامپ کوچک گرفته تا یک فضاپیما! در واقع پنج نوع تعریف مختلف

برای اسب بخار وجود دارد که کاملا گیج کننده اند. البته خودروسازان دنیا یکی از این واحدها را انتخاب کردند و بیشتر آن ها بر آن توافق دارند. اما دانشمندان

بیشتر از واحد وات استفاده می کنند که کاملا تعریف روشنی دارد.