高压锅出气孔直径是4毫米,安全阀质量是80克,锅内最大压强是多少?若把这种高压锅向西藏地区销售,需做哪方面的改进?如何改进?
高压锅排气时内部压强最大,这时安全阀受排出气体作用对锅无压力
分析压力阀在排气时的受力:
1。重力mg=0。8N
2。大气压在排气孔面积上产生竖直向下的压力
F1=PoS=1。
03*10^5*π[2*10^(-3)]^2
3。高压锅内部气体在排气孔面积上产生竖直向上的压力
F2=P S=P*π[2*10^(-3)]^2
三个力满足:向下的重力和大气压力的和与锅内部气体向上的压力
构成平衡力: mg+ F1= F2 (1)
0。
8+1。03*10^5*π[2*10^(-3)]^2= P*π[2*10^(-3)]^2
P=0。8/{3。14*[2*10^(-3)]^2}+1。03*10^5 Pa
P =(8/12。
56)*10^5+1。03*10^5 Pa
P=1。667*10^5 Pa
由于西藏地区的海拔较高所以大气压变小,使用时高压锅内部气体压强达不到1。 667*10^5 Pa,使温度达不到设计的温度,因此不能将食物烧熟。
改进方案:
分析(1)中的关系可:
1。减小高压锅出气孔直径,2。增加安全阀质量
提高排气时,锅内最大压强,提高锅内的最大温度。
。
高压锅出气孔直径是4毫米,安全阀质量是80克,锅内最大压强是多少?若把这种高压锅向西藏地区销售,需做哪方面的改进?如何改进?
锅内最大压强 P
= P0+(mg)/(πr^)
= 1。
03*10^5 + 0。08*10/[3。14*(0。004/2)^]
= 1。67*10^5 Pa
由于西藏地区大气压强 P0 较低
要使这种高压锅内能达到足够的压强,必须增大安全阀的压强:
改进措施:一是增大安全阀质量;二是缩小出气孔直径。