Co to jest koło zamachowe?

Kółko zamachowe to proste obracające się koło używane do przechowywania energii lub stabilizacji czegoś. Energia, którą przechowuje, jest równa jej momencie bezwładności - terminu fizyki, który zasadniczo oznacza masę obiektu czasów kwadratu odległości od osi obrotu - czasy kwadratu jego prędkości kątowej podzielonej przez 2. Krzewa zamachowe pomagają ustabilizować szyby napędowe podlegające naprzemienniom ciśnieniu, takim jak silniki tłokowe lub pompy tłoka. Efekt stabilizujący pochodzi ze zmian odpornych na koła zamachowe w jego prędkości obrotowej.

Kółka zamachowe są używane jako urządzenia do magazynowania energii do eksperymentów naukowych o dużej mocy, które spowodowałyby nie do przyjęcia skok mocy, gdy usuwa zasilanie z siatki elektrycznej. Takie akumulatory koła zamachowego mogą działać w próżni, aby zapobiec utratę energii z powodu tarcia powietrza, i będą okresowo przyspieszone, aby zrekompensować utratę prędkości obrotu z powodu rozproszenia energii z ciepła i wibracji. Dobre projekty koła zamachowego rozproszyły się tak mało ciepła i wibracji jak możliweble, zatrzymując energię dla zastosowania docelowego.

Kółko zamachowe przechowuje różne ilości energii w zależności od masy i prędkości obrotu. Na przykład koło rowerowe ma masę około 1 kg (2,2 funta), średnicę około 70 cm (28 cali) i prędkości obrotu około 150 obr / min (obroty na minutę). To składa się na przechowywaną energię 15 J (dżuli). Następnie rozważ koło w pociągu poruszającym się z prędkością 60 km / h (37 mph), o masie 942 kg (076 funtów), średnicy 1 m (3,3 stóp) i prędkości obrotowej 318 obr / min. To koło zamachowe miałoby energię obrotową około 64 kJ (kilodojule), około 43 000 razy większe niż koło rowerowe.

Akumulatory

Whereel Flośle poświęcone magazynowaniu energii mają energie znacznie większe niż oba poprzednie przykłady, głównie z powodu ekstremalnych prędkości obrotowych. Jeden przykład wykonany przez firmę zamachową w Ottawie ma masę 100 kg (220 funtów), średnicę 60 cm (27 cali) i aPrędkość obrotowa 20 000 obr / min. Ta bateria koła zamachowego może przechowywać około 10 mJ (megajule), wystarczającą do oświetlenia 100 100-watowych żarówek przez 1000 sekund. Ta konstrukcja baterii koła zamachowego nie jest znacznie większa niż lodówka. Jeszcze większe koło zamachowe, typu używanego jako zapasowy zasilania elektrycznego, może pomieścić 100 mJ mocy. Tego rodzaju kracze zamachowe mogą być używane przez kasyna, szpitale, centra danych lub w przemyśle w celu utrzymania energii w przypadku awarii lub wahań danych wejściowych.