حذافة
المحتويات
بدايةً، الحَذَّافَة الحدَّافة أو دُولَاب المُوَازَنَة أو عجلة الاتزان هي أداة ميكانيكية لها عزم قصور ذاتي معين تستعمل مُخزِّن للطاقة الدورانية، حيث تقاوم الحذافة التغيرات الناشئة في السرعة الدورانية، والتي تساعد على استقرار عمود الدوران عند التذبذب نتيجة عزم الدوران الناشئ عليها بسبب القوة المتولدة من المحرك، تستعمل كذلك الحذافة مصدرًا للطاقة النبضية في التجارب، يستطيع محرك صغير أن يزيد من تسارع الحذافة بين النبضات الحادثة، وتستعمل الحذافة بالطبع مخزنًا للطاقة في السيارات. ونتناول فيما يلي مزيدًا من التفاصيل.
الحذافة في محرك الاحتراق الداخلي
علاوةً على ذلك، وهي عجلة مثبتة على عمود الدوران وتكون وظيفتها الرئيسة الحفاظ على معدل السرعة الزاوية لعمود الدوران
الفيزياء
- تخزن الطاقة في الحذافة على صورة طاقة حركة أو بالتحديد طاقةً حركة دورانية:
- حيث: هي السرعة الزاوية،: هي عزم القصور الذاتى للكتلة حول محور الدوران.
- عزم القصور الذاتى للاسطوانة الصماء هو ,
والناتج الجول
في هذا الإطار، تعتمد كمية الطاقة المخزنة على النقطة التي سوف تجري الحركة ناحيتها حيث يراعى في الصميم الإجهاد الناتج على العرض إجهاد اسطوانة
وفي هذا الصدد، حيث: اجهاد الشد على طارة الأسطوانة: كثافة المادة المصنوع منها الأسطوانة: نصف قطر الأسطوانة: السرعة الزاوية للاسطوانة
وللاسطوانة ذات الجدران الرفيعة هو ,
- وللاسطوانة ذات الجدران السميكة هو .
- حيث:
- m الكتلة،: r نصف القطر.
- و للوحدات المستعملة في هذه الحسابات حسب النظام الدولي للوحدات إس آي :
- الكتلة كيلو غرام
- نصف القطر المتر
- السرعة الزاوية درجة لكل ثانية
الحذافة لتخزين الطاقة
وفي هذا الصدد، تتميز الحذافة بسرعة عطائها واستقبالها لطاقة الحركة، ويستعمل نظام الحذافة 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 بالحذافة يعمل على إدارتها بسرعة، وبذلك تخزن طاقة الكبح فيها حيث تدير الحذافة بسرعة تبلغ 40.000 دورة في الدقيقة. فإذا حدث احتياج للطاقة عمل المحرك الكهربائي مولدًا للكهرباء وتنخفض سرعة دوران الحذافة. وتتميز الحذافة عن البطارية في عدد مرات إعادة الشحن والتفريغ، وهي بذلك أطول منها عمرا. وفي العادة تعطي الحذافة تلك الطاقة العالية لمدة ثوان قليلة، لأن كثافة الطاقة فيها منخفضة بينما تزيد تكلفتها عن كلفة البطارية. وقد استعملت أمثلة من مخزن الطاقة هذا (نظام إعادة استخدام طاقة الحركة المخزونة) في سيارات سباق فورملا 1 في سنة 2009.
- انظر كذلك
- تمرين الحذافة
- المراجع
- Mechanics of Machines by Samuel Doughty
- Mechanics of Machines by W. L. Cleghorn
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟