Calculadora de energia do volante de inércia

Como calcular a energia do volante de inércia?

A energia cinética de um corpo girante é metade do momento de inércia multiplicada pelo quadrado da velocidade angular: E = ½ × I × ω², com ω = 2 × π × n / 60 a partir da rotação. Dobrar a rotação quadruplica a energia.

Um disco maciço tem I = m × D² / 8 e um aro vazado tem I = m × (D² + d²) / 8. Concentrar massa no aro armazena mais energia com o mesmo peso, por isso volantes costumam ter aro pesado.

Para que serve o volante de inércia?

O volante armazena energia ao acelerar e a devolve ao desacelerar. Em prensa mecânica, um motor pequeno mantém o volante acelerando. No corte, o volante fornece muita energia em pouco tempo, perdendo algumas centenas de rpm. A energia fornecida é a diferença entre as duas rotações: ΔE = ½ × I × (ω₁² − ω₂²).

Exemplo

Um volante de disco maciço de 50 kg e diâmetro de 500 mm tem momento de inércia de 50 × 0,5² / 8 = 1,5625 kg·m². A 1500 rpm, armazena 19,3 kJ. Ao desacelerar até 1200 rpm, libera 6,94 kJ. Assim, uma queda de 20 % na rotação utiliza 36 % da energia.

Limites e segurança

Esta ferramenta calcula energia, sem verificar resistência. A tensão centrífuga cresce com o quadrado da velocidade periférica, e um volante em sobrerrotação pode romper. Obtenha a rotação máxima permitida nos dados do fabricante ou em cálculo separado de resistência.

Perguntas frequentes

Quanta energia um volante de inércia pode armazenar?

Por exemplo, a equação da energia cinética de rotação fornece 12,34 kJ para disco maciço de 50 kg, diâmetro de 500 mm e rotação de 1200 rpm. A desaceleração até 900 rpm libera diferença ideal de 5,397 kJ. Este cálculo preliminar exclui perdas, tensões no rotor, balanceamento e segurança de contenção.

Calcular com estes valores