Calculateur d’énergie d’un volant d’inertie

Comment calculer l’énergie d’un volant ?

L’énergie cinétique d’un corps tournant est la moitié du moment d’inertie multipliée par le carré de la vitesse angulaire : E = ½ × I × ω², avec ω = 2 × π × n / 60. Doubler la vitesse quadruple l’énergie.

Un disque plein a I = m × D² / 8 et une couronne I = m × (D² + d²) / 8. Concentrer la masse à la périphérie stocke davantage d’énergie à masse égale. Les volants ont donc souvent une couronne lourde.

Rôle d’un volant

Il stocke l’énergie en accélérant et la restitue en ralentissant. Sur une presse mécanique, un petit moteur accélère le volant. Au découpage, le volant restitue beaucoup d’énergie brièvement en perdant quelques centaines de rpm. L’énergie délivrée est ΔE = ½ × I × (ω₁² − ω₂²).

Exemple

Un disque plein de 50 kg et de diamètre 500 mm a une inertie de 50 × 0,5² / 8 = 1,5625 kg·m². À 1500 rpm, il stocke 19,3 kJ. En ralentissant à 1200 rpm, il libère 6,94 kJ. Une baisse de vitesse de 20 % utilise donc 36 % de l’énergie.

Limites et sécurité

Cet outil calcule l’énergie, pas la résistance. La contrainte centrifuge croît comme le carré de la vitesse périphérique et un volant en survitesse peut éclater. Prenez la vitesse maximale admissible dans les données du fabricant ou dans un calcul de résistance séparé.

Questions fréquentes

Quelle énergie peut stocker un volant d’inertie ?

Par exemple, l’équation d’énergie cinétique de rotation donne 12,34 kJ pour un disque plein de 50 kg, de diamètre 500 mm à 1200 rpm. Le ralentissement à 900 rpm libère une différence idéale de 5,397 kJ. Ce calcul préliminaire exclut les pertes, les contraintes du rotor, l’équilibrage et la sécurité du confinement.

Calculer avec ces valeurs