1-2 หน่วย และมิติ
ในสายวิศวกรรมศาสตร์มีหน่วยที่ใช้อยู่ 2 หน่วยหลัก ก็คือ ระบบหน่วย SI และระบบหน่วยอังกฤษ ในหนังสือเล่มนี้จะมีใช้ทั้ง 2 หน่วย กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน (
หน่วยในเทอมอื่น ในสมการนอกเหนือจากตารางที่ 1-1 ในหน่วย SI และหน่วยอังกฤษ ในระบบทุกทุกหน่วย มีค่า 4 ใน 5 ในตารางที่สามารถจำเพาะเจาะจง และนำมาสืบต่อเนื่องไปได้จากสมการที่ 1-1
ตารางที่ 1-1 หน่วย และมิติ
ด้วยเหตุที่เลือกค่า gc = 1 และนิยามในหน่วยของมวล, ความยาว และเวลา ในหน่วย SI หน่วยของแรงมาจากสมการที่ 1-1 ได้แก่ กิโลกรัม หรือเมตร ต่อวินาทียกกำลังสอง (kg.m/sec2) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า นิวตัน (N) ในหน่วยอังกฤษ ค่าของ gc ที่ใช้ในสมการที่ 1-1 คือ
gc = 32.174 ft.lbm/(lbf. sec2)
gc ในหน่วยของ SI นั้นค่อนข้างจะนำมาใช้บ่อยในหนังสือวิชาการในระยะหลัง เพราะหน่วย SI ใช้หลากหลายในหลายประเทศ ด้วยเหตุนี้จึงใช้ในหนังสือนี้ด้วย การใช้ gc ในสมการพลังงานศักย์ (Potential Energy; PE) และพลังงานจลน์ (Kinetic Energy; KE)
พลังงานรวมทั้งหมด ต่อหน่วยมวล (e) เป็นผลรวมของ พลังงานจำเพาะภายใน (u), พลังงานจลน์จำเพาะ (ke), และพลังงานศักย์จำเพาะ (pe)
มีหน่วยทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ที่หลากหลายสำหรับในเรื่องการขับดัน ยกตัวอย่างได้แก่ พลังงานในหน่วย SI ก็คือ จูล (Joule) (1 J =1 N.m) ส่วนในหน่วยของอังกฤษเป็นหน่วยความร้อน (Btus) หรือ ฟุต-ปอนด์แรง (ft.lbf) หน่วยใดหน่วยหนึ่งสามารถเลือกนำมาใช้ได้ตามระบบหน่วยนั้น และสามารถแปลงให้เป็นระบบหน่วยอื่นตามต้องการได้ ตารางที่ 1-2 แสดงตารางเทียบหน่วยต่าง ๆ
ตารางที่ 1-2 ตารางเทียบหน่วยต่าง ๆ
|
|
ความยาว (Length) 1m = 3.2808ft = 39.37in
1km = 0.621mi
1mi = 5280ft = 1.609km
พื้นที่ (Area) 1m2 = 10.764ft2
1cm2 = 0.155in2
ปริมาตร (Volume) 1gal = 0.13368ft3 = 3.785 L
1L = 10-3m3 = 61.02in3
เวลา (Time) 1hr = 3600sec = 60min
มวล (Mass) 1kg = 1000g = 2.2046lbm = 6.8521 x 10-2 slug
1slug = 1lbf.sec2/ft = 32.174lbm
ความหนาแน่น (Density) 1slug/ft3 = 512.38 kg/m3
แรง (Force) 1N = 1kg.m/ sec2
1lbf = 4.448N
พลังงาน (Energy) 1J = 1N.m = 1kg.m2/ sec2
1Btu = 778.16ft.lbf = 252cal = 1055J
1cal = 4.186J
1kJ =0.947813Btu = 0.23884 kcal
กำลังงาน (Power) 1W = 1J/sec = 1kg.m2/sec3
1hp = 550 ft.lbf/sec = 2545 Btu/hr = 745.7 W
ความดัน (ความเค้น) (Pressure (Stress)) 1atm = 14.696lb/in2(psi) = 760 torr = 100,325 Pa
1atm = 30inHg = 407.2 inH2O
1 ksi = 1000psi
1mmHg = 0.01934 psi = 1torr
1Pa = 1N/m2
1 inHg = 3376.8 Pa
พลังงานต่อหน่วยมวล 1kJ/kg = 0.4299 Btu/lbm
ความร้อนจำเพาะ (Specific heat) 1kJ/(kg.°C) = 0.23884Btu/(lbm.°F)
อุณหภูมิ (Temperature) 1K =1.8°R
K = 273.15+°C
°R = 459.69+°F
การเปลี่ยนหน่วยของอุณหภูมิ 1°C = 1.8°F
กำลังดันจำเพาะ (Specific thrust) 1lbf/(lbm/sec) = 9.8067N/(kg/sec)
กำลังงานจำเพาะ (Specific power) 1hp/(lbm/sec) = 1.644kW/(kg/sec)
กำลังดันในการใช้เชื้อเพลิงจำเพาะ (Thrust Specific Fuel Consumption; TSFC)
1lbm/(lbf.hr) = 28.325mg/(N.sec)
กำลังดันในการใช้เชื้อเพลิงจำเพาะ (Power Specific Fuel Consumption; PSFC)
1lbm/(hp.hr) = 168.97mg/(kW.sec)
อัตราส่วน ความแข็งแรง/น้ำหนัก (s/p) 1ksi/(slug/ft3) = 144ft2/ sec2 = 13.38m2/ sec2
|
|
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
