زمن شوطي الأسطوانة: التدفق نفسه لا يعطي سرعتين متساويتين

سرعة المكبس تتبع التدفق الداخل مقسومًا على مساحة الجهة الفعالة. [1] في حالتنا، 12 لترًا في الدقيقة مع مساحتي 40 و 25 سنتيمترًا مربعًا يعطيان 5 و 8 سنتيمترات في الثانية؛ لشوط 30 يكون الزمن 6 و 3.75 ثانية تحت الفروض نفسها.

• نعلن مساحة كاملة 40 وحلقية 25 سنتيمترًا مربعًا، وشوطًا 30 سنتيمترًا، وتدفق دخول 12 لترًا في الدقيقة لكل اتجاه مستقل. وبلا تسرب أو انضغاط وسرعة ثابتة، حجما الشوط 1.2 و 0.75 لتر. تتبع كمية الشوط حاصل المساحة والمسافة. [1]
• الدخول 12 لترًا في الدقيقة يساوي 200 سنتيمتر مكعب في الثانية. قسمته على 40 تعطي سرعة 5 سنتيمترات في الثانية وزمن 6 ثوان، وعلى 25 تعطي 8 وزمن 3.75. زيادة سرعة الرجوع ⁦60%⁩ تقابل انخفاض زمنه ⁦37.5%⁩ عند مقارنة الشوطين المتساويين.
• عند التمدد في نموذجنا يكون الخارج من الحلقة 7.5 لتر في الدقيقة، وعند الرجوع يكون الخارج من الجهة الكاملة 19.2 ، رغم أن الدخول 12 في المرتين. الحركة نفسها تقرن الحجم بالمساحة المقابلة؛ لا ننسخ تدفق الدخول إلى كل منفذ.
• أما إذا أعطينا دخول الرجوع 6 فقط بدل 12 ، فسرعته 4 سنتيمترات في الثانية وزمنه 7.5 ثوان، أبطأ من تمددنا عند 5 و 6. عبارة الرجوع أسرع تحتاج شرط التدفق، ولا يثبتها اختلاف المساحتين وحده لكل برنامج.
• للدخول 12 في الاتجاهين، زمن الحركة 6 زائد 3.75 يساوي 9.75 ثانية. نضيف انتظارًا معلنًا 2.25 ، وتصير الدورة 12 ثانية أو 5 دورات في الدقيقة. مع توقف الإمداد في الانتظار في نموذجنا، حجم 1.95 لتر لكل دورة يعني 9.75 لتر في الدقيقة كمتوسط فترة، لا 12.
• إذا اشترطنا شوط 30 سنتيمترًا خلال 5 ثوان لكل اتجاه، فسرعتهما 6 سنتيمترات في الثانية؛ التمدد يحتاج دخول 14.4 لترًا في الدقيقة والرجوع 9. هذا هدف حسابي مشروط، لا حكم عن قدرة المنافذ أو السماح بإعداد معين.
• إذا كان الدخول مشتركًا فقط ضمن ⁦10–14⁩ لترًا في الدقيقة، يكون مجموع زمن الحركة بين نحو 8.357143 و 11.7 ثانية. ومع انتظار 2.25 تقع الدورة في ⁦10.607143–13.95⁩. لم نعط احتمالات أو مددًا لكل تدفق؛ وغياب المساحة أو تعريف الدخول يمنع حساب زمن محدد.

نسمي أ حالة مؤلفة لأسطوانة ذات عمود واحد. نعطي الجهة الكاملة مساحة 40 سنتيمترًا مربعًا، والجهة الحلقية 25 ، ونضع مسافة الشوط 30 سنتيمترًا في كل اتجاه. نبدأ بتدفق يدخل الجهة المطلوبة مقداره 12 لترًا في الدقيقة. ليس هذا حجم خزان ولا تدفق مضخة عند نقطة أخرى؛ هو مدخل مفروض عند الجهة التي تحرك المكبس في السطر المقصود.

يقدم الدليل سرعة المكبس من التدفق والمساحة الفعالة، ويقدم حجم الشوط من المساحة وطول الحركة. [1] نحسب في جهة التمدد 40 في 30 ، أي 1200 سنتيمتر مكعب أو 1.2 لتر. وفي الرجوع 25 في 30 ، أي 750 أو 0.75 لتر. تعرفنا إلى مقدار يدخل كل جهة خلال شوط كامل، ولم نحسب زيت ملء أسطوانة فارغة أو جميع حجوم الدائرة.

ولتحويل التدفق، 12 لترًا في الدقيقة تساوي 12000 سنتيمتر مكعب في 60 ثانية، أي 200 في الثانية. ليس 12 سنتيمترًا مكعبًا في الثانية، ولا 200 لتر في الدقيقة. نحتفظ بالمساحة بالسنتيمتر المربع لكي يخرج من القسمة طول بالسنتيمتر لكل ثانية. ذلك يجعل وحدة النتيجة واضحة قبل أن نناقش الزمن أو عدد القطع الممكن في فترة.

وتحتاج بطاقة حركة فعلية إلى بياناتها التي لم ندخلها هنا. نفترض عدم انضغاط السائل والتسرب، وثبات السرعة في كل الشوط، ولا نعرض فترات تسارع أو تباطؤ. إذا كانت ورقة العرض تذكر حجمًا بدل تدفق، فإن الزمن لا يكمله الحجم وحده؛ نحتاج مقدارًا في وحدة زمن عند الحد المطلوب، لا اسم وحدة موجودًا في جدول بعيد.

في التمدد نقسم 200 سنتيمتر مكعب في الثانية على 40 سنتيمترًا مربعًا، فتكون السرعة 5 سنتيمترات في الثانية. قسمة مسافة 30 عليها تعطي 6 ثوان. وفي الرجوع نقسم 200 على 25 فتصير السرعة 8 ، ويصبح الزمن 30 على 8 ، أي 3.75 ثانية. طبقنا العلاقة نفسها على مساحتين مختلفتين بدل افتراض أن كلمة التدفق الواحد تعني سرعتين متساويتين.

يمكن مراجعة الزمن من الحجم أيضًا. لتر 1.2 على 12 لترًا في الدقيقة يساوي 0.1 دقيقة، أي 6 ثوان. ولتر 0.75 على 12 يساوي 0.0625 دقيقة، أي 3.75 ثانية. توافق المسارين مفيد في كشف خطأ وحدة الزمن؛ لا يعطي قياسًا مستقلًا أو دليلًا على زمن استجابة صمام. كلا المسارين استعمل المدخلات المؤلفة نفسها.

نسبة سرعة الرجوع إلى التمدد 8 على 5 تساوي 1.6 ، وهي نسبة المساحة 40 إلى 25. لكن نسبة الزمنين 3.75 على 6 تساوي 0.625 ، لا 1.6. المسافة واحدة، فالزمن يعكس السرعة. زيادة السرعة ⁦60%⁩ من مرجع 5 لا تعني انخفاض الزمن ⁦60%⁩ من 6 ؛ الانخفاض 2.25 ثانية يمثل ⁦37.5%⁩ من زمن التمدد في هذه المقارنة.

كما أن كمية الشوط الأقل 0.75 لا تعني أن الأسطوانة قصيرة الشوط؛ أبقينا المسافة 30 في الاتجاهين. الذي تغير هو المقطع الذي يمتلئ. يستطيع جدول القراءة حفظ الاتجاه والمساحة والحجم والسرعة والزمن في صفوف منفصلة، ثم تحديد ما إذا كان وعد المورد عن مسافة أو عن كمية أو عن زمن بدل استعمال عبارة أسرع دون أساس مقارنة.

خلال تمدد أ بسرعة 5 ، يتحرك الحد نفسه في جهة الحلقة. مساحة 25 مضروبة في 5 تعطي خروجًا 125 سنتيمترًا مكعبًا في الثانية، أي 7.5 لتر في الدقيقة. الكمية الداخلة إلى الكاملة 200 في الثانية، لكن الخارجة أقل لأن العمود يشغل جزءًا من حجم الجهة الأخرى. لا يساوي اختلاف التدفقين فقدًا افترضناه؛ إنه حجم حركة على مقطعين معلنين.

وخلال الرجوع بسرعة 8 ، يدخل الحلقة 200 سنتيمتر مكعب في الثانية، بينما يخرج من الكاملة 40 في 8 ، أي 320 في الثانية أو 19.2 لتر في الدقيقة. عدد 19.2 أكبر من الدخول 12 ، لكن لم نخلق سائلًا من الخارج. خرج الحجم 1.2 لتر خلال 3.75 ثانية، ودخل الحجم 0.75 خلال الفترة نفسها؛ لا تتطابق الحجوم التي يزيحها المكبس في جهتيه.

المراجعة الزمنية تعيد النتيجة: 7.5 مضروبة في 6 على 60 تعطي 0.75 لتر، و 19.2 مضروبة في 3.75 على 60 تعطي 1.2. نرى هنا أن جمع تدفقات لحظية لا يساوي جمع حجوم دورة قبل إدخال مددها. ومتى غيرت سرعة الشوط أو التدفق الداخل، تحتاج إلى إعادة السطر الذي يخص الخروج بدل حفظ 19.2 لكل ظرف.

لا نحول هذا الحساب إلى اختيار قطر خط أو تصنيف صمام. نوضح لماذا ينبغي تحديد المنفذ والاتجاه مع الرقم الذي يريد المورد مقارنته. ورقة تعطي 12 عند مصدر ما لا تقدم تلقائيًا 12 لكل خط عودة. أما قدرة مسار فعلي على تمرير خروج 19.2 عند ظروفه فتبقى سؤالًا يحتاج بيانات ومراجعة تخص التجهيز، خارج نموذج الحركة الذي حسبناه.

نؤلف فرع ب نحفظ فيه دخول التمدد 12 ، لكن نجعل دخول الرجوع 6 لترًا في الدقيقة. تصبح الكمية الداخلة إلى الحلقة 100 سنتيمتر مكعب في الثانية، وقسمتها على 25 تعطي سرعة 4. الزمن لشوط 30 هو 7.5 ثوان. صار الرجوع في ب أبطأ من التمدد 5 سنتيمترات في الثانية، رغم بقاء الحلقة أصغر من الجهة الكاملة.

الفرق عن أ له سبب محدد في الورقة: خفضنا تدفق الجهة الداخلة إلى نصفه. عند المساحة نفسها انخفضت السرعة إلى نصف 8 ، وتضاعف الزمن من 3.75 إلى 7.5. لا ننسب الفرق إلى تسرب أو تغير ضغط، لأننا لم نعط أيًا منهما. حفظ المدخل الذي تغيّر يمنع وصف زمن ب كأنه نتيجة رجوع أ تحت الشروط نفسها.

إذا أردنا سرعة متساوية 5 في الاتجاهين في فرع مستقل، يبقى التمدد عند 12 لترًا في الدقيقة، ويحتاج الرجوع 25 في 5 ، أي 125 سنتيمتر مكعب في الثانية أو 7.5 لتر في الدقيقة. عندئذ يكون زمن الشوط 6 في الاتجاهين. أعدنا مساواة السرعة بتغيير التدفق، ولم نزعم أن تساوي الدخول هو الوسيلة التي تحققها لكل مساحتين.

ويفيد هذا المثال عند قراءة عرض يقول زمنان متماثلان من غير بيان الكميات. قد يكون الادعاء متفقًا مع تدفقين مختلفين، لا مدخلًا واحدًا. نطلب السطر الذي يخص كل اتجاه ووحدته، ثم نحسب بما ورد فعلًا. لا نعدل رقم المورد كي يشبه الحالة أ، ولا نفترض أنه نفذ تنظيمًا معينًا لمجرد أن ورقته عرضت نتيجتين متساويتين.

نرجع إلى أ بتدفق 12 في الاتجاهين وزمني 6 و 3.75. مجموع الحركة 9.75 ثانية. نعلن برنامجًا يضيف انتظارًا 2.25 ثانية في كل دورة كاملة، فيصير مجموعها 12. خلال دقيقة ثابتة من هذا البرنامج تقع 5 دورات كاملة. لم نستخرج الانتظار من بيانات منتج أو من فرق ضغط؛ إنه مدة وضعناها إلى جانب مدتي الحركة كي يكون سؤال الإنتاج محددًا.

حجم الدخول لدورة كاملة هو 1.2 زائد 0.75 ، أي 1.95 لتر. عند 5 دورات في الدقيقة يكون مجموع الدخول 9.75 لتر، إذا أعلنا توقف الإمداد إلى الأسطوانة أثناء الانتظار كما نفعل في هذا البرنامج. لا يساوي هذا المتوسط التدفق 12 خلال الحركة. تحافظ الورقة على وصف 12 في الشوط و 9.75 لمتوسط الدقيقة التي تشمل الانتظار.

يمكن مراجعة المتوسط من نسبة زمن الحركة: 9.75 من 12 ، مضروبة في 12 لترًا في الدقيقة، تعطي 9.75. لو حذفنا الانتظار من المقام لتغير المتوسط، ولو ظل تدفق آخر قائمًا في الانتظار لاحتاج إلى حجمه. لا نستنتج من هذا الفرع أن مضخة حقيقية توقفت أو أن كهرباء ما انخفضت؛ حددنا دخول الأسطوانة فقط ولم نعط سجلًا للدخل الكهربائي.

وخلال دقيقتين كاملتين من البرنامج تقع 10 دورات وتدخل 19.5 لتر. لكن نافذة قصيرة 9 ثوان تبدأ عند أول شوط لا تتسع لدورة 12 ثانية كاملة؛ لا يصفها ضرب 5 في عدد دقائقها بوصفه عدًا صحيحًا للدورات المكتملة. يبقي المسؤول توقيت النافذة وحالة بدايتها مع النتائج، خصوصًا حين يكون السؤال عن عدد قطع انتهت وليس حجمًا متوسطًا مفترضًا.

نضع فرع ج بهدف حسابي: قطع 30 سنتيمترًا في 5 ثوان لكل اتجاه تحت الفروض الثابتة نفسها. تكون السرعة 6 سنتيمترات في الثانية. للتمدد نضرب 40 في 6 فنحتاج 240 سنتيمترًا مكعبًا في الثانية، أي 14.4 لتر في الدقيقة. وللرجوع نضرب 25 في 6 فنحتاج 150 ، أي 9 لتر في الدقيقة. زمن واحد لم ينتج دخولًا واحدًا لأن المساحة مختلفة.

يُراجع الحجم والزمن أيضًا: 1.2 لتر خلال 5 ثوان يعني 14.4 في الدقيقة، و 0.75 خلال 5 يعني 9. مجموع حجوم الدورة لم يتغير عن أ عند المسافة والمساحتين نفسيهما، لكنه توزع على زمنين جديدين. لذلك لا نعرض نقصان زمن دورة بصفته نقصانًا في كمية الزيت لكل دورة؛ نوع السؤال يحدد ما يمكن حفظه أو تغييره في المقارنة.

إذا أضفنا إلى ج انتظار 2 ثانية مستقلًا، تكون الدورة 12 ثانية كذلك، مثل برنامج أ السابق. تساوي عدد الدورات في الدقيقة لم يحفظ حركة كل اتجاه؛ فقد اختلفت مدتان واختلف الانتظار. يمكن أن يحتاج تقييم إنتاج فعلي إلى تلك التفاصيل، فلا يكتفي جدول المشتريات بمدة الدورة الكلية حين يكون قيد أحد الشوطين هو المطلوب.

لا تضمن هذه الكميات تحقيق الهدف في آلة حقيقية؛ نفترض الحركة المثالية ولم نحسب مقاومة المنافذ أو الأحمال أو تحكمًا أو فترات انتقال. ومع ذلك تجيب الورقة عن سؤال حسابي مفيد: ما مقدار الدخول الذي يلزم في كل جهة في النموذج المعطى؟ نكتب النتيجة المشروطة بدل تحويلها إلى إعداد يختاره موظف من عدد ظهر في الحاسبة.

نحفظ مساحتي أ وشوطها، ونعطي تدفقًا مشتركًا للاتجاهين ضمن 10 إلى 14 لترًا في الدقيقة فقط. زمن التمدد يساوي 72 مقسومة على رقم التدفق، والرجوع 45 عليه؛ كلاهما بالثانية بعد تحويل الدقيقة. عند 10 نحصل على 7.2 و 4.5 ، وعند 14 على نحو 5.142857143 و 3.214285714. زيادة المقام تقلل الزمن في هذه العلاقة مع بقاء الحجم.

مجموع الحركة 117 على التدفق، فتكون حدوده نحو 8.357142857 و 11.7 ثانية. إذا أبقينا انتظار 2.25 تصير الدورة بين 10.607142857 و 13.95. لا يعني الحد الأدنى للزمن حدًا أدنى للتدفق؛ الطرفان متعاكسان. حفظ العملية مع ترتيب المجال يمنع نقل تدفق 10 إلى زمن 10.607142857 كما لو أنهما زوج صحيح في إحدى البطاقتين.

تدفق الوسط 12 يعطي دورة 12 ثانية. أما متوسط طرفي الدورة فنحو 12.278571429 ، مختلف بنحو 0.278571429. لم نعط احتمالًا أو مدة لكل تدفق، فلا نسمي المتوسط توقعًا للدورة. اختلاف المتوسطين ناتج عن القسمة على مدخل متغير، لا خطأ توقيت استنتجناه أو انتظارًا جديدًا أضفناه بعد الحساب.

وفي ورقة ناقصة، غياب المساحة الفعالة أو تعريف تدفق الدخول أو المسافة يترك الزمن مشروطًا. نطلب القيمة التي تخص الجهة لا كل بيانات المضخة بلا تحديد. تنتهي القراءة بأسماء الحدود والوحدات وزمن الانتظار إن دخل سؤال الدورة، ثم تُراجع بيانات المنتج والتطبيق للسؤال العملي. تبقى أ وب وج أمثلة مؤلفة تشرح الحساب، وتحتفظ بما لم تحسبه ظاهرًا للقارئ.