HesapHanem

Volan Boyutlandırma Hesaplayıcı

Volanınızı boyutlandırmak için depolanacak enerjiyi, açısal hızı ve yarıçapı girin.

Sonuç

0,1000 kg·m²
3,20 kg
200,00 rad/s

Nasıl hesaplanır?

Dönen bir cismin kinetik enerjisi E = ½ · I · ω² olduğundan gereken atalet momenti I = 2E / ω² olur. Dolu, düzgün bir disk için I = ½ · m · r² olduğundan m = 2I / r² bulunur. Girdiler: enerji E joule (J), açısal hız ω radyan/saniye (rad/s) ve yarıçap r metre (m). Sonuçlar: I kg·m² cinsinden, kütle kg cinsinden (iki ondalık) ve ω değeri. Üç girdi de sıfırdan büyük olmalıdır; sıfır, negatif sayı ya da eksik alan sonuç vermez. Araç, yoğunluğu düzgün dolu bir disk varsayar; kenarında ağırlık toplanmış bir tekerlek (halka) aynı atalet için daha az kütle ister. E, ω hızında depolanan enerji olarak alınır; iki hız arasında yavaşlarken serbest kalan daha küçük miktar olarak değil. Gerilme ve patlama hızı kontrol edilmez.

Örnek hesaplama

Yarıçapı 0,25 m olan bir diskle ω = 200 rad/s (yaklaşık 1.910 devir/dakika) hızında E = 2000 J depolayalım. 1. adım, atalet: I = 2 × 2000 / 200² = 4000 / 40000 = 0,1000 kg·m². 2. adım, kütle: m = 2 × 0,1 / 0,25² = 0,2 / 0,0625 = 3,20 kg. Araç 0,1000 kg·m², 3,20 kg ve 200,00 rad/s gösterir. Hızı 400 rad/s'ye çıkarmak, ω karesi alındığı için gereken ataleti dörtte birine, 0,0250 kg·m²'ye, kütleyi de 0,80 kg'a düşürür.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Hızı devir/dakika olarak girmek. Alan rad/s ister; önce ω = 2π × devir/dakika / 60 ile çevirin. 3000 devir/dakika için 314,16 yerine 3000 yazmak diski gerçekte olduğundan yaklaşık 100 kat hafif gösterir.
  • Yarıçapı santimetre olarak ya da çapı girmek. Yarıçap metredir: 0,25 yerine 25 yazarsanız 0,00 kg çıkar, çap girerseniz disk dört kat ağır çıkar.
  • Enerjiyi volanın verebileceği enerji sanmak. E, o hızdaki toplam enerjidir; kullanılabilir kısım yalnızca üst ve alt çalışma hızlarındaki enerjilerin farkıdır.
  • kWh veya kJ değerini joule yerine girmek. 1 kWh 3,6 milyon J'dür; birim kayması binlerce kat hata yaratır.
  • Sonucu halka ya da kollu tekerleğe uygulamak. Bu şekillerin atalet formülü farklıdır; burada yazan kütle yalnızca dolu disk içindir.

Bu hesaplama hakkında

Volan, mekanik güç aktarımındaki dalgalanmaları düzeltmek için dönen bir kütlede dönme kinetik enerjisi depolar — depolanan enerji E = ½·I·ω²'dir, burada I atalet momenti, ω açısal hızdır. Bu hesaplayıcı, depolanacak hedef enerji ve çalışma açısal hızından geriye doğru çalışarak gereken atalet momentini bulur (I = 2E/ω²), ardından belirli bir yarıçapta gereken kütleyi bulmak için katı disk formülü I = ½·m·r²'yi (kütle = 2I/r² şeklinde yeniden düzenlenmiş) kullanır.

Makine ve otomotiv mühendisleri, bir piston motorunda yanma vuruşları arasındaki güç darbelerini yumuşatmak, kinetik enerji geri kazanım sistemlerinde (KERS) enerji depolamak ve kısa, yoğun patlamalarla güç çeken zımba presleri ve diğer makineleri stabilize etmek gibi kullanımlar için volan boyutlandırır — diski doğru boyutlandırmak, yeterli depolanan enerjiyi, eklenen kütle ve sistemin geri kalanının desteklemesi gereken dönme ataletiyle dengelemek anlamına gelir.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Gerçekten sağlamanız gereken enerjiye göre boyutlandırmak için hız dalgalanmasından geriye doğru gidin. Maksimum hız ile yüzde 20 daha düşük bir hız arasında volan, depoladığı enerjinin yalnızca 1 eksi 0,8'in karesi kadarını, yani yüzde 36'sını verir. Dolayısıyla 1.000 J sağlamak için enerji olarak yaklaşık 2.777,8 J girin. 300 rad/sn ve 0,2 m yarıçapta bu, 0,0617 kg·m² ve 3,09 kg sonucunu verir. Makineniz hangi hız dalgalanmasına izin veriyor?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar