בגי"ה - חישוב כוח הרס בהשתחררות / התפרקות רכיב מצנטריפוגה

שלום לכולם,

לא בטוח שנסחתי היטב את הכותרת. אבל,

יש לי סוגיה שמטרידה אותי לגבי מתקן (לא משנה היכן ומה תפקידו) שכולל צנטריפוגה אנכית (מסתובבת בניצב לאדמה).
נתונים טכניים :
מהירות סיבוב - 1700 סל"ד .
משקל רכיב בקצה מועד לשחרור / התפרקות - 4.3 קג'
הרכיב בקצה הינו מנוע חשמלי עשוי מסגרת ברזל העוטפת סלילי נחושת .
מרחק הרכיב (מנוע) ממרכז הצנטריפוגה (דהיינו רדיוס) - 50 סמ' .


השאלה (מקווה שאני שואל נכון ) ,
איזה אנרגיה (ג'אול) תהיה לרכיב במידה וישתחרר לפי מרחקים ממטר ועד 10 מטר .

שאלת המשך, (בהתאם לערכים שיתקבלו) איזה קירות מיגון צריך להקים (מתכת, רשת פלדה, בטון , בלוקים ) ?
זאת מתוך ההנחה שמעבר השני נמצאים אנשים .

תודה מראש למשיבים
רענן

נ.ב - ניתן לשלוח לי בפרטי שם של מהנדס / חברה שיכולה לבצע יעוץ (בתשלום ) בנושא.

הבסיס הוא המהירות הקווית בקצה (בקוטר החיצוני) של התוף המסתובב, וכשמכפילים את המהירות (את מחצית ריבוע המהירות אם נדייק) במסה של הקלע, יש לך את כמות האנרגיה הקינטית של הקלע.

אסף.

כמו שאמר אסף.
המהירות הקוית שלך היא :1700x3.14x2x0.5=5338 מ/ד' או 89 מ/שנ'.
חישוב האנרגיה הקינטית לפי: Ek=0.5MV^2 שזה שווה ל- 0.5x4.3x89x89 שזה שווה ל-17000 ג'אול .

לפי הנתונים האלו, עשה חישוב של קליע ששוקל 0.02 ק"ג במהירות 1000 מ/שנ' ותקבל מושג היכן אתה עומד.

בכל מקרה כדאי שתעיין כאן, או בעברית - "אנרגיה קינטית"

https://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy

ודרך אגב, בגלל הנוסחה הזו מגבילים לנו את מהירות הנסיעה, כי האנרגיה הנוצרת בהתנגשות, עולה בעיקר בגלל ריבוע המהירות.

אסף וזוהר , תודה רבה !

אני מבין שעמידות חומרים (בטון , בלוק וכו ...) מול האנרגיה הזאת צריך לבדוק מול מהנדס בניין .

תודה
רענן

להערכתי רק בטון.
המנוע שלך ישחרר במעופו 17k ג'אול. הקליע לעומתו רק 10k ג'אול.

אמשיך בחישוב.
האנרגיה האצורה ב-1 ג'אול מסוגלת לעשות עבודה של 1 ניוטון ל1 מ'.
מכאן יוצא שבמרחק 1 מ' (אם משתחרר המנוע) הוא יפעיל כוח (מכה) של 1735 ק"ג.
וב-10 מ' - 173 ק"ג. (כל החישובים הם טהורים, וללא מקדמי בטחון)
לכן, סוג ההגנה הנבנית היא תלוית מרחק, ואם יש מספיק שטח מסביב, ניתן לבנות "קל" יותר.

תודה זוהר !

אני מתכנן בנוסף להתקין חיישן ויברציות על הציר שידע לתת סיגנל כיבוי כשיעבור סף מסויים .

רענן

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי raanan

נ.ב - ניתן לשלוח לי בפרטי שם של מהנדס / חברה שיכולה לבצע יעוץ (בתשלום ) בנושא.

---

למי/לאן לשלוח את החשבונית?:cool:

הכל טוב, סתם בצחוק.

רענן, הצנטריפוגה צריכה להיות מאוזנת פרפקט. אסור שיהיו בכלל רעידות במהירויות הללו. חיישן ויברציות זה טוב אבל הוא
לא לוקח בחשבון התנתקות מנוע במקרה של כשל מכני, אלא רק אחרי שזה מתרחש.

מזכיר לי את זה:

https://www.youtube.com/watch?v=oBcxuzdP3rs

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי זוהר לב

אמשיך בחישוב.
האנרגיה האצורה ב-1 ג'אול מסוגלת לעשות עבודה של 1 ניוטון ל1 מ'.
מכאן יוצא שבמרחק 1 מ' (אם משתחרר המנוע) הוא יפעיל כוח (מכה) של 1735 ק"ג.
וב-10 מ' - 173 ק"ג. (כל החישובים הם טהורים, וללא מקדמי בטחון)
לכן, סוג ההגנה הנבנית היא תלוית מרחק, ואם יש מספיק שטח מסביב, ניתן לבנות "קל" יותר.

---

משהו באדום לא כל כך מסתדר לי, מישהו יכול לעזור? (זה קשור למסת הגוף)

לא עקבתי אחרי כל החישובים שלך אבל לדעתי, מהרגע שהגוף (מנוע) השתחרר ועף, מבלי לדעת את החיכוך שלו באוויר, תתקשה לחשב את האנרגיה בתלות במרחק.
אני מציע להסתפק בחישוב המהירות והאנרגיה ברגע הניתוק.

מנגנון הבטיחות הטוב ביותר הוא להתרחק.
קלע עושה מסלול בליסטי. והמסלול הזה מסתיים בקרקע - וכמה שהקלע איטי יותר הוא יפגוש את הקרקע קרוב יותר.
כל מה שמעניין על מנת להיות בטוחים לחלוטין מפני קלע במשקל ידוע הוא לשים גדר במרחק טיפה יותר גדול מהמרחק הכי גדול שהקלע הזה יעבור (בהזנחה של הגרר) לפני שיפגוש את אמא אדמה.
(בעולם העתיק היסודות היו אדמה רוח מים ואש. במקרה שלנו הקלע הוא מוצק ולכן שייך ליסוד 'אדמה'. וידוע ש'אדמה' נמשך ל 'אדמה' ומכאן שהוא ייפול בסוף מעופו. ההסבר של הקדמונים נכון בדיוק כמו חישוב אנרגטי).

ההגנה השניה היא לשים בדרך משהו שיבלע הרבה אנרגיה - אפילו רשת מסיבית מספיק, כזו שהקלע יבזבז הרבה אנרגיה כדי לעבור אותה. הוא אולי ימשיך במעופו אבל יהיה כבר כל כך איטי שייפול לקרקע מאוד קרוב אחרי כן.

אסף.

הרשת יכולה להיות גם פחות מסיבית אבל רפויה שתספוג את האנרגיה.




Slowly..

שטח עולה כסף לכן צריך משהו מסיבי כמו קיר בטון, קרוב לצנטריפוגה.
גם מיגונית מוכנה תעשה את העבודה. :cool: