Сможет ли гелий в шинах велосипеда сделать его легче?

мастервоин123

Сможет ли гелий в шинах велосипеда сделать его легче?

Я знаю, что воздушные шары с гелием летают, потому что он менее плотный, чем воздух. Я не ожидаю, что мой велосипед будет плавать, хотя это было бы довольно круто. Я просто хочу знать, повлияет ли замена обычного воздуха на гелий в шинах на его вес. Будет ли гелий «поднимать»/уменьшать силу веса велосипеда?

СинийКактусы

Если вы планируете отправить свой велосипед и хотите сэкономить несколько долларов, уменьшив вес велосипеда, боюсь, я должен вас разочаровать. Цена, которую вы заплатите за гелий, перевесит предельную прибыль, которую вы могли бы получить, накачивая свои шины гелием, даже добавление гелиевых шаров не сэкономит вам достаточно. Я знаю, что кто-то где-то уже проверял это, однако я забыл, где я читал это или видел видео, поэтому я больше не могу назвать источник.

Майкл

Только подумайте, как мало воздуха вытесняют шины. Даже с идеальным вакуумом внутри шин (при этом шины волшебным образом сохраняют форму) это все, что вы можете получить.

Горячие Лики

Следует иметь в виду, что гелий будет просачиваться через борта шины намного быстрее, чем обычный воздух. То есть шина довольно быстро спустится.

Джон Ханна

@GroundZero, возможно, у кого-то может лежать неиспользованный гелий (действительно, у меня действительно есть неиспользованный гелий, лежащий в моей свободной спальне), что делает его невозвратным. Я не думаю, что все равно стал бы заморачиваться.

Мартин Юдинг

Это сделает его светлее, но эффект будет очень небольшим. Объем тюбика, вероятно, меньше литра. Один моль идеального газа равен 23 литрам при атмосферном давлении. Таким образом, у вас там около 0,2 моль газа при давлении 4 бара. Гелий весит 4 г/моль, азот около 28 г/моль. Таким образом, для 0,2 моль вес равен 0,8 г и 5,6 г. Очистка грязи от рамы будет иметь больший эффект.

Атомы гелия меньше молекул азота. Следовательно, скорость диффузии через велосипедные шины выше. Ваши шины спустятся быстрее, чем обычно. Поэтому использовать гелий на самом деле не очень хорошая идея.

грабить

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Самуэль

Через шины будет излияние, а не диффузия, нет?

ТомТом

Согласно другому ответу (Дмитрий), ваша математика отключена. Концепция верна, но он вычисляет объем в 2,4 литра, содержащий 11,5 литров газа, что дает разницу примерно в 12 граммов ;) И у него есть ссылка, чтобы оправдать свои расчеты - похоже, вы серьезно недооценили объем типичной шины.

Райан Кавано

Оценка объема Мартина ближе (Дмитрий использовал размер колеса, который намного больше, чем труба). Трубка имеет странную форму, но ее ширина чуть меньше 1 дюйма, а высота чуть больше 1 дюйма. 29 дюймов * Pi * 1 дюйм * 1 дюйм - хорошее приближение = 1,5 л. Вероятно, камеры для тонких шоссейных велосипедных шин (именно здесь люди заботятся о восьми) ближе к <1 л, а толстые шины MTB ближе к> = 2 л.

Дмитрий Григорьев

Велосипедные камеры @RyanCavanaugh Road меньше, но они накачаны до значительно более высокого давления (от 6 до 9 бар), поэтому в них содержится примерно одинаковое количество воздуха.

rcgldr

Гелий использовался в гоночных велосипедных шинах для соревнований на закрытых трассах (велодромах).

Гелий лишь немного уменьшит общий вес велосипеда и водителя, а также несколько уменьшит угловой момент шин.

Также возможно, что гелий более «эластичен», чем обычный воздух или чистый азот, что уменьшит сопротивление качению, но я не нашел статей об этом. Гелий немного менее сжимаем, чем воздух, но я не знаю, влияет ли это на «упругость».

В зависимости от технологии шин гелий вытекает слишком быстро, чтобы его можно было использовать в течение более длительного периода времени, например, на дороге. Это могло бы измениться, если бы бескамерные шины не пропускали гелий. Я не знаю, изменились ли правила велосипедных гонок, чтобы запретить использование гелия в шинах.


Обновление - может быть еще один фактор, тепловыделение.

«Мы использовали гелий, потому что он является таким хорошим проводником тепла. Наши диски и шины были настолько тонкими, что накопление тепла представляло опасность, а гелий помогал сохранять их прохладными».

Прокрутите немного вниз в эту ветку форума :

Я помню, как несколько десятилетий назад кто-то упомянул, что использование гелия позволяет использовать несколько более высокое давление в шинах трекового велосипеда, что может быть связано с рассеиванием тепла, но я пока не нашел статьи, подтверждающей это.

оставленный вокруг

Я бы не стал употреблять слово «упругий» по отношению к газам — и воздух, и гелий очень эластичны в (адиабатических) процессах чистого сжатия (они хорошо аппроксимируются как идеальные газы ), поэтому, что касается сжатия, деформация резины будет почти безусловно преобладают в рассеивании энергии.

оставленный вокруг

Маловероятно для ИМО, но, возможно, также имеет значение для сопротивления качению движение несжимаемого газа вдоль шины. Я бы предположил, что это довольно ламинарный поток, и в этом случае нам нужно было бы сравнить вязкости... в этом отношении воздух и гелий очень похожи . Если необходимо учитывать турбулентность, гелий может иметь преимущество благодаря более низкому числу Рейнольдса .

Бендж

Просто между прочим: поскольку гелий легче воздуха, можно ли увеличить давление в шинах, таким образом, жесткость, связанную с плотностью наполнителя?

rcgldr

@Benj - я думаю, что сжимаемость будет более важным фактором, чем плотность с точки зрения деформации шины. Плотность будет влиять на импульс, связанный с деформацией, но я предполагаю, что сжимаемость будет иметь более значительный эффект.

Бендж

@rcgldr Кажется реалистичной теорией.

Дмитрий Григорьев

Самый распространенный размер колеса для горных велосипедов — тор с R= 307 мм и r= 27 мм. Если предположить, что толщина резины на поверхности качения составляет около 7 мм, это составляет около 2,4 литра объема. При типичном давлении 70 фунтов на квадратный дюйм вы накачиваете 11,5 литров воздуха в шину. Этот воздух будет иметь массу около 14 граммов, а такой же объем гелия будет около 2 граммов.

Для обоих колес замена воздуха гелием даст вам снижение веса примерно на 24 грамма. Не стоит того, если только вы не собираетесь установить олимпийский рекорд и каждый грамм на счету.

Кроме того, если бы у вашего велосипеда были достаточно большие шины, чтобы наполнить их гелием, он бы плавал, он бы плавал вверх ногами ;)

Брайан Минтон

Не забывайте, что в дополнение к экономии массы вы экономите угловой момент, поскольку вся эта масса находится во внешней части вращающегося колеса.

Джеппе Стиг Нильсен

Для тех из нас, кто действительно не помнит, что такое 70 фунтов на квадратный дюйм, это примерно 480 кПа (или 4,8 бар).