Каково Маховое колесо?
Маховое колесо - простое колесо вращения, используемое, чтобы сохранить энергию или стабилизировать что-то. Энергия, которую это сохраняет, равна ее моменту инерции - термин физики, который в основном означает массу времен объекта квадрат его интервала от оси вращения - времена квадрат его угловой скорости, разделенной 2. Маховые колеса помогают стабилизировать ведущие валы, подвергающиеся переменным давлениям, таким как поршневые двигатели или поршневые насосы. Стабилизирующийся эффект прибывает из изменений сопротивления махового колеса в его частоте вращения.
Маховые колеса используются в качестве устройств хранения данных власти для мощных научных экспериментов, которые произвели бы недопустимый выброс власти, удаляя власть из электрической сетки. Такие батареи махового колеса могли бы функционировать в вакууме, чтобы предотвратить потерю энергии из-за воздушной фрикции, и будут периодически ускоряться снова, чтобы компенсироваться скорость вращения, потерянную из-за энергетического разложения от высокой температуры и вибрации. Хорошие проекты махового колеса рассеют так немного высокой температуры и вибрации насколько возможно, сдерживающей энергии для целевого заявления.
Маховое колесо сохраняет различные количества энергии в зависимости от его массы и скорости вращения. Например, у велосипедного колеса есть масса приблизительно 1 кг (2.2 фунта), диаметр приблизительно 70 см (28 в), и скорость вращения приблизительно 150 об\мин (вращения в минуту). Это составляет в целом запасенную энергию 15 J (джоули). Затем, рассмотрите колесо на поезде, перемещающемся в 60 км/ч (37 миль в час), с массой 942 кг (2 076 фунтов), диаметром 1 м. (3.3 фута), и частотой вращения 318 об\мин. У этого махового колеса была бы вращательная энергия приблизительно 64 килоджоулей (килоджоули), примерно в 43 000 раз больше чем велосипедное колесо.
У батарей махового колеса, посвященных аккумулированию энергии, есть энергии, намного больше чем оба этих предыдущих примера, главным образом из-за чрезвычайных скоростей вращения. Один пример, сделанный компанией махового колеса в Оттаве, имеет 100-килограммовую (220-фунтовую) массу, диаметр 60 см (27 в), и скорость вращения 20 000 об\мин. Эта батарея махового колеса может аккумулировать приблизительно 10 MJ (мегаджоули), достаточно чтобы осветить лампочки на 100 100 ватт для 1 000 секунд. Этот дизайн батареи махового колеса не намного больше чем холодильное устройство. Еще большее маховое колесо, типа, используемого в качестве резервной копии электроэнергии, может держать 100 MJ власти. Эти типы маховых колес могут использоваться казино, больницами, информационными центрами, или в промышленности, чтобы обслужить власть в случае отказа или колебаний во входе.