Максимальный эффективный вес колеса велосипеда?

Я проектирую велосипед, который может генерировать электричество, для научного проекта в школе.

Моя конструкция включает маховик. Видите ли, маховики используются в автомобилях. По сути, это обычные колеса, только более тяжелые. Этот дополнительный вес добавляет инерции колесу, поэтому оно продолжает движение, даже если энергия не передается. Что касается автомобилей, генератор питается таким образом.

Я заменяю заднее колесо своего велосипеда маховиком, который, таким образом, я могу использовать для выработки электроэнергии. Чем больше веса я добавляю, тем больше инерция у колеса и тем больше электроэнергии может быть выработано за определенный период времени.

Основываясь на моих расчетах, если я выберу подходящее колесо, я смогу достичь очень высоких оборотов, используя шкивы, звездочки, редукторы и другие инженерные механические идеи. Велосипед будет стоять на месте, так что я никуда не пойду. Он будет спроектирован таким образом, что я могу крутить педали и колеса будут двигаться, но я никуда не поеду. Именно то, что мне нужно.

Однако один компромисс. Я не могу сделать колесо настолько тяжелым, чтобы я не мог эффективно крутить педали. Мне нужно, чтобы колесо было максимально тяжелым, но не настолько тяжелым, чтобы я не мог толкнуть его и запустить.

Я относительно сильный, подтянутый мужчина шестнадцати лет. Я участвую во многих видах спорта, таких как футбол, баскетбол и футбол. Мой рост 5 футов 11 дюймов, и я бегаю каждый день.

Какой вес должен быть у колеса?

Я бы посоветовал вам немного погуглить - существует множество конструкций генераторов на основе велосипедов. Смысл маховика в генераторе на базе велосипеда должен заключаться в том, чтобы сгладить подачу энергии человеком.
Шкивы, звездочки, редукторы? Почему бы просто не использовать обычную велосипедную тягу. Больше веса не больше электричества. Электричество будет работой ваших ног.
Вес не влияет на трение вращения диска, кроме как на подшипники. Учтите, что задние подшипники велосипедного колеса рассчитаны на нагрузку около 150 фунтов без значительного трения. Сделайте колесо настолько тяжелым, насколько это возможно. (Примечание: поместите груз как можно ближе к ободу. Груз рядом со ступицей мало что дает.)
@paparazzi с типичной настройкой велосипеда заднее колесо не будет вращаться намного быстрее, чем 500 об / мин. Генератору нужно больше. Для этого многие проекты велосипедных генераторов снимают ременный привод с заднего колеса.
Это зависит от того, есть ли у вас одна скорость или вы можете более плавно разогнать колесо, работая на некоторых передачах - достаточно высокая комбинация веса и передачи сделает начальные ходы педали очень тяжелыми (возможно, даже невозможными в зависимости от статического трения в генераторе / маховике)

Ответы (1)

Сначала посмотрите это видео:

2-й, скинь маховик.

Автомобильный генератор переменного тока не «приводится в действие маховиком», он соединен с периферийным ремнем и вращается на тех же оборотах, что и двигатель, и вполне доволен переменными оборотами двигателя. Назначение маховика двигателя заключается в том, что для ДВС фаза выработки мощности представляет собой очень небольшую прерывистую часть общего цикла, и поэтому маховик немного сглаживает это.

При езде на велосипеде ваши ноги могут обеспечивать более постоянную мощность. От маховика нет никакой пользы, так как это просто дополнительная масса, которая понадобится гонщику для ускорения. Когда дело доходит до энергии, бесплатного обеда не бывает, и любая энергия в маховике должна быть передана гонщиком. Если вы не сможете эффективно извлекать энергию из вращающегося маховика (а вы этого не сделаете), это приведет к чистой потере эффективности преобразования.

Езда на велосипеде и люди в целом — ужасный источник энергии. Большинству людей без серьезной подготовки будет сложно даже на мгновение обеспечить мощность 100 Вт, еще меньше тех, кто сможет поддерживать ее более 5 или 10 секунд.

+1, но вы немного пессимистичны в отношении выходной мощности. Большинство людей, которые регулярно ездят/бегают, должны выдерживать 100 Вт в течение длительного времени, 200 Вт хотя бы пару минут. Быстрая проверка показывает, что только работа, проделанная против силы тяжести во время недавнего подъема на холм, равняется 250 Вт на 6 м, не считая сопротивления и т. д., и я всего лишь случайный велосипедист, проезжающий около 100 км в неделю, иногда вдвое больше . (Я ехал достаточно медленно, чтобы лобовое сопротивление и сопротивление качению добавляли к этому всего ~ 10%).