Volantes de inercia

A continuación se mostrarán algunos de los cálculos realizados para el diseño del volante de inercia.
Ejemplo de cálculo:

Calculo del volante de inercia
FormulasEk=12Iω2
Donde Ek = energía cinética
Donde I= momento de inercia
ω = velocidad angular
I= 12mr2
Donde m= masa
r = radio
m=ρv
Donde ρ = densidad
v = volumenV=rω
Donde V= velocidad
W=Fd
Donde W= trabajo
F= fuerza
d= distancia

Calcular la distancia que desplará un volante de inercia solido de hierro fundido (ρ = 7086.05kg/m2), un diámetro de 40 cm, espesor de 12 cm y una velocidad media de 40 km/hr, a una masa de 500 kg.
Acirculo=πr2=0.1256 m2
vcirculo=0.0150 m3
m=7086.050.0150=106.29kg
I= 12106.290.22=2.1258 kg∙m2
Con V=40kmhr=11.11 ms
ω=Vr=11.110.2=55.55 rads
Ek=122.125855.552=3279.89 kg∙m2s2
Para mover el cuerpo de 500 kg
F=500 kg9.81ms2=4905 N
Calculando la distancia
d=3279.89 kg∙m2s24905 kg∙ms2=0.66 m

CALCULO PARA UN VOLANTE DE INERCIA COMPUESTO
Este tipo de volante consta de 4 partes móviles(A)montadas sobre ejes con resortes(s), la función de estos es que al ser acelerado, las partes móviles se proyectan hacia el exterior comprimiendo los resortes almacenando nosolo la energía inercial sino también la absorbida por los resortes.
A1=π(0.01)2=3.2415x10-4 m2
A2=π(0.11)2=0.03801 m2
AR=A2-A1=0.03769 m2
v=0.037690.12=4.5228x10-3m3
Para hierro fundido ρ=7086.05 kgm3
m=7086.054.5228x10-3=32.048 kg
Para una velocidad V1=20 kmhr
a=V12r1=5.5520.11=280.02ms2
F=ma
F1=32.048280.02=8974.08 N
Parauna velocidad de V2=60 kmhr
a=V22r2=16.620.18=1530.88 ms2
F2=32.0481530.88=49061.64 N
FT=fuerza absorbida por los resortes
FT=F2-F1=49061.64-8974.08
FT=40087.56 N