Vliegwiel

Een vliegwiel is een zware schijf of wiel dat aan een draaiende as is bevestigd. Vliegwielen worden gebruikt voor de opslag van kinetische energie. Het momentum van het vliegwiel zorgt ervoor dat het niet snel van draaisnelheid verandert. Hierdoor helpen vliegwielen om de as op dezelfde snelheid te laten draaien. Dit helpt wanneer het koppel dat op de as wordt uitgeoefend vaak verandert. Een ongelijkmatig koppel kan het toerental veranderen. Omdat het vliegwiel bestand is tegen snelheidsveranderingen, vermindert het de effecten van ongelijkmatig koppel. Motoren die zuigers gebruiken om vermogen te leveren hebben meestal een ongelijkmatig koppel en gebruiken vliegwielen om dit probleem op te lossen.

Het kost energie om een wiel (een willekeurig wiel) te laten draaien. Als er weinig wrijving is (goede lagers) dan zal het lang blijven draaien. Als er energie nodig is, kan deze weer uit het wiel worden gehaald. Het is dus een eenvoudig mechanisch middel om energie op te slaan. De hoeveelheid opgeslagen energie is een functie van het gewicht en de snelheid van de rotatie - het sneller laten draaien van een zwaarder wiel kost meer energie. Een andere factor is de straal (grootte), want hoe verder van de as een deel van het wiel verwijderd is, hoe meer energie er nodig is om het wiel te laten draaien. Deze drie factoren kunnen worden weergegeven door M (massa), ω {\\omega } {\displaystyle \omega }(hoeksnelheid) en R (straal). Het combineren van de twee vergelijkingen hieronder geeft een weergave van de stijl van het spel... {\displaystyle \omega }2MR2/4. Een vliegwiel is niet zomaar een wiel, maar speciaal ontworpen om energie op te slaan. Het moet dus zwaar zijn en/of snel ronddraaien. Sommige bussen hebben bijvoorbeeld een vliegwiel dat gebruikt wordt om te stoppen en te starten. Wanneer de bus stopt (bijvoorbeeld voor een verkeerslicht), is het vliegwiel verbonden met de wielen, zodat de rotatie-energie naar het vliegwiel wordt overgebracht, zodat de bus langzamer gaat rijden terwijl het vliegwiel sneller gaat. Als de bus dan weer moet gaan rijden, wordt hij weer aangesloten en wordt de energie weer terug overgedragen. Je zou natuurlijk geen zwaar wiel op een bus willen sjouwen, dus het is gemaakt van een lichter materiaal dat bestand is tegen extreem snelle rotatie.

Gespokkeld vliegwielZoom
Gespokkeld vliegwiel

Eenvoudig vliegwiel in beweging. Geconstrueerd op basis van tekeningen van Leonardo da VinciZoom
Eenvoudig vliegwiel in beweging. Geconstrueerd op basis van tekeningen van Leonardo da Vinci

Wiskunde van vliegwielen

De kinetische energie van een draaiend vliegwiel is

E = 1 2 I ω 2 {\\frac {2}}Iomega ^2} {\displaystyle E={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}}

Waar het traagheidsmoment van de middenmassa gelijk is aan

I = 1 2 M R 2 {\\frac {1}{2}}MR^2} {\displaystyle I={\frac {1}{2}}MR^{2}}

waar ik het moment van inertie van de massa over het centrum van de rotatie en ω het moment van de traagheid van de massa Iis... {\displaystyle \omega }(omega) is de hoeksnelheid in radiale eenheden.

Geschiedenis

Het vliegwiel wordt al sinds de oudheid gebruikt, het meest voorkomende traditionele voorbeeld is het pottenbakkersschijfje. In de industriële revolutie droeg James Watt bij aan de ontwikkeling van het vliegwiel in de stoommachine en zijn tijdgenoot James Pickard gebruikte een vliegwiel.

Andere betekenissen

In de wereld van het risicokapitaal wordt de term "vliegwiel" gebruikt om het terugkerende, marge genererende hart van een bedrijf te vertegenwoordigen.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3