Bir Volan Nedir?

Bir volan, enerjiyi depolamak veya bir şeyi stabilize etmek için kullanılan basit bir döner tekerlektir. Sakladığı enerji atalet momentine eşittir - temelde nesnenin kütlesi çarpı dönme ekseninden karesini çarpı anlamına gelir - açısal hızının karesini 2'ye böler. piston motorları veya pistonlu pompalar gibi değişken basınçlara maruz kalan tahrik millerini dengeleyin. Dengeleyici etki, volanın dönme hızındaki değişikliklere direnç göstermesinden kaynaklanır.

Volanlar, elektrik şebekesinden elektrik kesilirse kabul edilemez bir güç yükselmesi sağlayacak olan yüksek güçlü bilim deneyleri için güç depolama cihazları olarak kullanılır. Bu tür volan aküleri, hava sürtünmesinden dolayı enerji kaybını önlemek için vakumda çalışabilir ve ısı ve titreşimden kaynaklanan enerji kaybından dolayı kaybedilen dönüş hızını telafi etmek için periyodik olarak tekrar hızlanacaktır. İyi volan tasarımları, hedef uygulama için enerjiyi koruyarak, mümkün olduğu kadar az ısı ve titreşimi dağıtacaktır.

Bir volan, kütlesine ve dönme hızına bağlı olarak farklı miktarlarda enerji depolar. Örneğin, bir bisiklet tekerleği yaklaşık 1 kg (2,2 lb), yaklaşık 70 cm (28 inç) çapa ve yaklaşık 150 rpm (dakika başına dönüş) dönüş hızına sahiptir. Bu, 15 J'lik (joule) depolanmış bir enerjiye eklenir. Ardından, 60 kilometrede (37 mil / saat), 942 kg (2,076 lb) bir kütleye, 1 m (3,3 ft) bir çapa ve 318 rpm'lik bir dönme hızına sahip bir tren üzerinde bir tekerlek düşünün. Bu volan yaklaşık 64 kJ (kilojoule), kabaca bisiklet tekerleğinden 43.000 kat daha büyük bir dönme enerjisine sahip olacaktır.

Enerji deposuna adanmış volan bataryaları, esasen aşırı dönme hızları nedeniyle, önceki örneklerden çok daha büyük enerjilere sahiptir. Ottawa'daki bir volan şirketi tarafından yapılan bir örnek 100 kg (220 lb) kütleye, 60 cm (27 inç) çapa ve 20.000 rpm dönme hızına sahiptir. Bu volan bataryası 100 100 wattlık ampulleri 1.000 saniye boyunca yakacak kadar yaklaşık 10 MJ (megajoule) saklayabilir. Bu volan pil tasarımı bir buzdolabından çok daha büyük değildir. Elektrik yedeklemesi olarak kullanılan tipteki daha büyük bir volan 100 MJ güç tutabilir. Bu tür volanlar, girişte bir aksaklık veya dalgalanma durumunda gücü korumak için kumarhaneler, hastaneler, veri merkezleri veya endüstri tarafından kullanılabilir.