حدافة

مبتر فيديوللحدافة حيث يظل معدل الدوران أعلى منه عند التصميم للجسم الصلب :

الحدافة أوالبكرة هي أداة ميكانيكية لها عزم قصور ذاتي معين تستخدم كمُخزِّن للطاقة الدورانية، حيث تقاوم الحدافة التغيرات الناشئة في السرعة الدورانية، والتي تساعد على استقرار عمود الدوران عند التذبذب نتيجة عزم الدوران الناشئ عليها بسبب القوة المتولدة من المحرك، تستخدم أيضا الحدافة كمصدر للطاقة كنبضات في التجارب، يستطيع محرك صغير ان يزيد من تسارع الحدافة بين النبضات الحادثة، وتستخدم الحدافة من طبيعة الحال كمخزن للطاقة في السيارات.

الفيزياء

حدافة ذات اسلاك متصلة بالمركز

تخزن الطاقة في الحدافة على صورة طاقة حركة أوبالتحديد كطاقة حركة دورانية:

{\displaystyle E_{k ={\frac {1 {2 \cdot I\cdot \omega ^{2

حيث: ${\displaystyle \omega$ هي السرعة الزاوية،: ${\displaystyle I$ هي عزم القصور الذاتى للكتلة حول محور الدوران.

عزم القصور الذاتى للاسطوانة الصماء هو ${\displaystyle I_{z ={\frac {1 {2 mr^{2$ ,
وللاسطوانة ذات الجدران الرفيعة هو ${\displaystyle I=mr^{2 \,$ ,
وللاسطوانة ذات الجدران السميكة هو ${\displaystyle I={\frac {1 {2 m({r_{1 ^{2 +{r_{2 ^{2 )$ .

حيث:

m الكتلة ،: r نصف القطر.

وللوحدات المستخدمة في هذه الحسابات حسب النظام الدولي للوحدات إس آي : الكتلة كيلوغرام نصف القطر المتر السرعة الزاوية درجة لكل ثانية ويكون بالتالى الناتج الجول

تعتمد كمية الطاقة المخزنة على النقطة التي يفترض أن تتم الحركة ناحيتها حيث يراعى في الصميم الإجهاد الناتج على العرض إجهاد اسطوانة

{\displaystyle \sigma _{t =\rho r^{2 \omega ^{2 \

حيث: ${\displaystyle \sigma _{t$ اجهاد الشد على طارة الأسطوانة: ${\displaystyle \rho$ كثافة المادة المصنوع منها الأسطوانة: ${\displaystyle r$ نصف قطر الأسطوانة: ${\displaystyle \omega$ السرعة الزاوية للاسطوانة

الحدافة في محرك الاحتراق الداخلي

وتكون تعبير عن عجلة مثبتة على عمود الدوران وتكون وظيفتها الرئيسية الحفاظ على معدل السرعة الزاوية لعمود الدوران

الحدافة لتخزين الطاقة

تتميز الحدافة بسرعة عطائها واستقبالها لطاقة الحركة ، ويستخدم نظام الحدافة هذا في سيارة بورشى 911 هيبريد (أي الهجينة) وتحتوي تلك السيارة على محرك احتراق داخلي خلفي، ومحركين كهربائيين أماميين يشغلان العجلتين الأماميتين. وعند كبح السيارة تستغل طاقة الكبح في تشغيل محرك كهربائي متصل بالحدافة يعمل على إدارتها بسرعة، وبذلك تخزن طاقة الكبح فيها حيث تدير الحدافة بسرعة تبلغ 40.000 دورة في الدقيقة. فإذا وقع احتياج للطاقة عمل المحرك الكهربائي كمولد للكهرباء وتنخفض سرعة دوران الحدافة. وتتميز الحدافة عن البطارية في عدد مرات إعادة الشحن والتفريغ، وهي بذلك أطول منها عمرا. وفي العادة تعطي الحدافة تلك الطاقة العالية لمدة ثوان قليلة، لأن كثافة الطاقة فيها منخفضة بينما تزيد تكلفتها عن كلفة البطارية. وقد استخدمت أمثلة من مخزن الطاقة هذا (نظام إعادة استخدام طاقة الحركة المخزونة) في سيارات سباق فورمل وان في عام 2009 .

المراجع

^ "معلومات عن حدافة على مسقط britannica.com". britannica.com. مؤرشف من الأصل فيتسعة يوليو2019.
^ "معلومات عن حدافة على مسقط id.ndl.go.jp". id.ndl.go.jp. مؤرشف من الأصل في 28 أبريل 2020.
^ "معلومات عن حدافة على مسقط jstor.org". jstor.org. مؤرشف من الأصل في 12 مارس 2020.

Mechanics of Machines by Samuel Doughty

Mechanics of Machines by W. L. Cleghorn

وصلات خارجية

Flywheel highlight: Hypervideo showing construction and operation of four cylinder internal combustion engine (courtesy of Ford Motor Company)
Interesting Thing of the Day article on the Flywheel: Written by Joe Kissell.

في كومنز صور وملفات عن: حدافة