คานช่วงเดียวรองรับอย่างง่าย (หมุดที่ A ลูกกลิ้งที่ B) รับแรงกระทำที่เปลี่ยนแปลงเชิงเส้น ลดลงจาก 8 kN/m ที่ A เป็นศูนย์ที่ B แรงกระทำเป็นจุด P ยังกระทำที่ระยะ 4 m จาก A ด้วย จงหาแรงปฏิกิริยาที่จุดรองรับในแนวดิ่ง RA
L = 10 mw0 = 8 kN/mP = 65 kN ที่ 4 m
RA = kN
2.ปฏิกิริยาที่จุดรองรับของคานยาก
คานรับแรงสองจุดมีหมุดที่ A และลูกกลิ้งที่ B หาปฏิกิริยาแนวดิ่งที่จุดรองรับ RB
L = 10 mP = 60 kN ที่ 1 mw = 12 kN/m จาก 3 ถึง 6 m
เครื่องยนต์ความร้อนทำงานระหว่างแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูงที่ 625 °C และแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำที่ 40 °C หาประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดที่เป็นไปได้ ηmax
TH = 625 °CTL = 40 °C
ηmax = %
22.เครื่องยนต์ความร้อนและตู้เย็นยาก
ปั๊มความร้อนรักษาอุณหภูมิบ้านไว้ที่ 22 °C ขณะที่ภายนอกเป็น 7 °C โดยส่งความร้อน 13 kW ให้บ้าน หาสัมประสิทธิ์สมรรถนะสูงสุดที่เป็นไปได้ COPmax
น้ำไหลด้วย 75 L/s ผ่านท่อยาว 500 m เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 300 mm ใช้ตัวประกอบความเสียดทานดาร์ซี f = 0.025 และ g = 9.81 m/s² หาการสูญเสียเฮดจากความเสียดทาน hf
ผนังประกอบด้วยคอนกรีตหนา 100 mm และโฟมพอลิสไตรีนขยายตัวหนา 100 mm มีพื้นที่ 10 m² ผิวด้านนอกทั้งสองมีอุณหภูมิ 21 °C และ -7 °C หาอุณหภูมิ Ti ที่รอยต่อระหว่างสองชั้น
L1 = 100 mm, k1 = 1.4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0.035 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 21 °CT3 = -7 °C
Ti = °C
32.การนำความร้อนยาก
ผนังใยแร่หนา 200 mm และคอนกรีตหนา 100 mm กั้นระหว่างห้องที่ 20 °C กับอากาศภายนอกที่ -6 °C สัมประสิทธิ์การพาความร้อนคือ 7.7 W/(m²·K) ภายใน และ 20 W/(m²·K) ภายนอก และพื้นที่ผนังคือ 10 m² หาการสูญเสียความร้อน Q̇ ผ่านผนัง
L1 = 200 mm, k1 = 0.04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1.4 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7.7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -6 °C
Q̇ = W
33.เฟืองและชุดเฟืองปานกลาง
พูลเลย์ 200 mm ที่ 960 rpm ขับพูลเลย์ 300 mm ด้วยสายพานที่ลื่น 1 % จงหาความเร็ว n2 ของพูลเลย์ตาม
n1 = 960 rpmd1 = 200 mmd2 = 300 mms = 1 %
n2 = rpm
34.เฟืองและชุดเฟืองยาก
สายพานเปิดเชื่อมพูลเลย์ 150 mm กับพูลเลย์ 250 mm ซึ่งศูนย์กลางห่างกัน 800 mm จงหามุมโอบ θ บนพูลเลย์ที่เล็กกว่า ในหน่วยองศา
do = ∛(16T/(π·τallow·(1 − k⁴))) = ∛(16·190986/(π·75·0.7599)) = 25.75 mm
di = 0.7·25.75 = 18.02 mm
คำตอบ
do = 25.75 mm
เพลาตันต้องมี d = 23.49 mm เพลากลวงใหญ่กว่าเล็กน้อยแต่เบากว่ามาก
7.แรงเฉือนและโมเมนต์ดัด
คำตอบ: Mx = 15.63 kN·m
วิธีหน้าตัด: ตัดคานตรงจุดที่ต้องการหาแรงภายในแล้วเก็บไว้ด้านหนึ่ง แรงเฉือน V สมดุลกับแรงแนวดิ่งทางด้านนั้น และโมเมนต์ดัด M สมดุลกับโมเมนต์ของแรงเหล่านั้นรอบรอยตัด โมเมนต์คู่ควบที่กระทำทำให้แผนภาพโมเมนต์ดัดกระโดดเท่ากับขนาดของโมเมนต์คู่ควบ
ปฏิกิริยาที่จุดรองรับ
โมเมนต์รอบ A โดยให้ทวนเข็มนาฬิกาเป็นบวก: RB·L − M0 = 0 สมดุลในแนวดิ่ง: RA + RB = 0
RB = M0/L = 25/4 = 6.25 kN (ขึ้น)
RA = −RB = −6.25 kN (ลง)
ตัดที่ตำแหน่งขวาของโมเมนต์คู่ควบเล็กน้อย
ตอนนี้ส่วนซ้ายมี RA และโมเมนต์คู่ควบ
Mx = RA·a + M0 = −6.25·1.5 + 25 = 15.63 kN·m
คำตอบ
Mx = 15.63 kN·m
8.แรงเฉือนและโมเมนต์ดัด
คำตอบ: Mx = 78 kN·m
วิธีหน้าตัด: ตัดคานตรงจุดที่ต้องการหาแรงภายในแล้วเก็บไว้ด้านหนึ่ง แรงเฉือน V สมดุลกับแรงแนวดิ่งทางด้านนั้น และโมเมนต์ดัด M สมดุลกับโมเมนต์ของแรงเหล่านั้นรอบรอยตัด
ปฏิกิริยาที่จุดรองรับ
สมดุลของคานทั้งตัว
แรงลัพธ์ของน้ำหนักแผ่สม่ำเสมอ: W = w·ℓ = 4·10 = 40 kN กระทำที่ x̄ = 5 m
Continuity and Bernoulli: for an incompressible fluid the flow rate is the same at every section, Q = A₁v₁ = A₂v₂. Along a streamline without losses, p + ½ρv² + ρgz is constant, so where the fluid is faster or higher its pressure is lower.
ความเร็วที่ทางออก
β = 30/50 = 0.6
v2 = √(2p1/(ρ(1 − β⁴))) = √(2·100000/(1000·0.8704)) = 15.16 m/s