Was ist ein Schwungrad?
Ein Schwungrad ist ein einfaches rotierendes Rad, mit dem Energie speichert oder etwas stabilisiert wird. Die Energie, die sie speichert, entspricht ihrem Trägheitsmoment - ein Physikbegriff, der im Grunde die Masse der Objekte bedeutet, dass das Quadrat seines Abstands von der Rotationsachse von der Drehachse ist - das Quadrat seiner Winkelgeschwindigkeit geteilt durch 2. Schwungräder beitragen, Antriebswellen zu stabilisieren. Der stabilisierende Effekt ergibt sich aus dem Schwungrad, der Änderungen seiner Rotationsgeschwindigkeit widerspricht.
Schwungräder werden als Stromspeichergeräte für Hochleistungswissenschaftsexperimente verwendet, die eine nicht akzeptable Leistungsspitze erzeugen würden, wenn die Leistung aus dem elektrischen Netz entfernt wird. Solche Schwungrad -Batterien können in einem Vakuum arbeiten, um Energieverlust aufgrund von Luft Reibung zu verhindern, und werden regelmäßig erneut beschleunigt, um die Rotationsgeschwindigkeit aufgrund von Energieablust durch Wärme und Schwingung auszugleichen. Gute Schwungraddesigns löst sich als wenig Wärme und Vibration wie möglich aufBle, Energie für die Zielanwendung beibehalten.
Ein Schwungrad speichert je nach Masse und Drehzahl verschiedene Mengen Energie. Beispielsweise hat ein Fahrradrad eine Masse von etwa 1 kg (2,2 lb), einem Durchmesser von etwa 70 cm und einer Drehzahl von etwa 150 U / min (Rotationen pro Minute). Dies summiert sich zu einer gespeicherten Energie von 15 J (Joule). Betrachten Sie als nächstes ein Rad in einem Zug, der sich mit einer Masse von 942 kg, einem Durchmesser von 1 m (3,3 ft) und einer Drehzahl von 318 U / min bewegt. Dieses Schwungrad hätte eine Rotationsenergie von etwa 64 KJ (Kilojoule), ungefähr 43.000 -mal höher als das Fahrradrad.
Schwungrad -Batterien, die der Energiespeicherung gewidmet sind, haben Energien, die viel größer sind als beide früheren Beispiele, hauptsächlich aufgrund extremer Drehgeschwindigkeiten. Ein Beispiel, das von einer Schwungradfirma in Ottawa hergestellt wurdeRotationsgeschwindigkeit von 20.000 U / min. Diese Schwungrad-Batterie kann ungefähr 10 MJ (Megajoule) speichern, genug, um 100-Watt-Glühbirnen für 1.000 Sekunden zu beleuchten. Dieses Design des Schwungrad -Batteries ist nicht viel größer als ein Kühlschrank. Ein noch größeres Schwungrad des Typs, der als elektrische Stromversorgung verwendet wird, kann 100 MJ Strom halten. Diese Arten von Schwungrädern können von Casinos, Krankenhäusern, Rechenzentren oder in der Industrie verwendet werden, um die Stromversorgung bei einem Versagen oder einer Schwankungen bei der Eingabe aufrechtzuerhalten.