Tesla Türbini oluşturmak için sabit disk plakaları kullanıyorum. Bundan mümkün olduğunca fazla verim almak istiyorum. Bu, güvenlik endişeleri için, paramparça olacakları genel bir aralığı bilmem gerektiğini söyledi.

Kimsenin bulabileceği bir aralık yoksa, o zaman hangi hızda paramparça olduklarını (güvenle) nasıl test edebilirim?

Bireysel plaklara ve onları ne tür bir sürücüden kullanacağınıza bağlı olduğunu düşünüyorum.

5.400 rpm'yi kolayca kaldırabilen sabit disk sürücüleri (HDD) teknolojisi nispeten eski ve çok kolay kaynaklanıyor. Biraz daha yeni teknoloji, 7.200 dev / dak'da çalışabilen sürücülere izin verir. Bunların, düzenli çalıştırma sırasında sürücülerin kendi iç hızları olduğunu ve mutlaka üst dönme hız limitlerini gerektirmediğini unutmayın. Ayrıca, 20.000 dev / dak sürücü araştıran bazı şirketlerin talepleriyle 15.000 dev / dak'ya kadar başa çıkabilen daha yeni sürücüler var.

Bu muhafazakar bir değer almaya akıllıca olacağını söyledi. YouTube, aşırı devir / dakika hızında çalışırken CD'lerin parçalanmasına ilişkin bir dizi videoya sahiptir ve disk 23.000 devir / dakika hızında döndürüldüğünde, çok yüksek bir fps CD kırma hızında yakalanan harika bir video vardır .

Ancak , plakları 15.000 rpm'de çalıştırdığını iddia eden bu videoda gösterildiği gibi, eski 5.400 rpm tarzı plakları çok daha yüksek hızlarda çalıştırmak mümkün olabilir .

İhtiyatlı yaklaşım, bazı plakları, çok önemli bir güvenlik marjının yanı sıra tercih ettiğiniz hedef hızda test etmek olacaktır. Bu öğretilebilir ders , Tesla Türbini'nin nasıl yapıldığını ve 15.000 rpm'de plakaların nasıl çalıştırılacağını gösterir. Parçaların herhangi birinin parçalanması durumunda türbinin etrafına bir tür koruyucu bariyer inşa etmek de akıllıca olacaktır.

Çok uzun bir süre boyunca, HDD'ler için hız sınırlayıcı faktör, döndükleri hızdır. Önbellekli, vb. Modern sürücülerle, bu daha az doğrudur, ancak esas olarak üreticiler her sürücüyü güvenli maksimum çalışma hızı olarak gördükleri şeye itmektedir. Daha yüksek ve rulmanlar daha hızlı yıpranır, contalar çok ısınır ve yırtılır, vb.

Bu yüzden, sahip olduğunuz sürücünün hızı büyük olasılıkla veri okuma / yazma umrunda olmasanız bile döndürmeniz gereken hızdır.

Diğer cevaplar, sabit disklerin normal kullanım sırasında ne kadar hızlı çalışabildiğine dair bazı bilgiler verir, ancak uygulamanız normal kullanım gerektirmez, bu nedenle bunlardan daha yüksek hızlar çıkarabilirsiniz. Bu soruna kaba bir teorik yaklaşım getirmek istiyorsanız, bir eğirme diskindeki gerilmelere bakabilir ve bunları sabit disk tabağı malzemesinin gücüyle karşılaştırabilirsiniz (sizin durumunuzdaki alüminyum, ancak bazı tablalar camdan ve diğerlerinden yapılmıştır. malzemeler).

Tabağın alüminyum kısmının yükün çoğunu taşıdığı ve bunun bir katı disk olarak tahmin edilebildiği (ortadaki herhangi bir delik çok küçük) ve Tesla Türbininizdeki akışkan akışının oluşturduğu baskıları göz ardı ettiği varsayılabilir (muhtemelen güvenli varsayım, ancak aksi takdirde çok karmaşık) diskteki stres aşağıdaki şekilde hesaplanabilir ( Mühendislik Araç Kutusu'ndan ):

$$\sigma = \frac{\omega^2 r^2 \rho}{3}$$ burada stres (N / m ^ 2), açısal hızdır (rad / s), yarıçapıdır Disk (m) ve disk maddesinin (kg / m ^ 3) yoğunluğudur.$\sigma$$\omega$$r$$\rho$

için yeniden düzenleme yapın ve şunları yapın: burada , diskin kullanılabileceği maksimum teorik hızdır parçalanmaya başlar ve disk malzemesinin verim gerilmesidir.$\omega$

$$\omega_{max} = \sqrt{\frac{3\sigma_{yield}}{r^2 \rho}}$$ $\omega_{max}$$\sigma_{yield}$

Örnek

3.5 '' (0.0889 m) diskiniz varsa, verim stresi ile bazı alüminyum alaşımlarından yapılmış Pa (HD yapımında hangi alaşımın kullanıldığından emin değildim, Aluminyum Alaşımlarından bulabildiğim en düşük akma dayanımını aldım ) ve yoğunluğu kg / m ^ 3 idi, o zaman maksimum dönüş hızına sahip olacaktınız: $\sigma_{yield} = 24.1 \times 10^6$$\rho = 2700$

$$\omega_{max} = \sqrt{\frac{3(24.1 \times 10^6)}{(0.0889/2)^2 (2700)}} \approx 3680 \text{ rad/s} \approx 35200 \text{ rpm}$$

Açıkçası bu çok hızlı, aslında birçok faktörden dolayı sürücülerinizi o kadar hızlı çalıştırmak istemezsiniz. Verim altında bile gerilme malzemelerinin sünme nedeniyle gerilebileceğini ve diğer cevapların da belirttiği gibi, daha yüksek hızların yataklarda ve diğer parçalarda daha fazla aşınmaya neden olabileceğini göz önünde bulundurun. Ancak, bu, sürüş hızınızdaki zor bir üst limiti tahmin etmenin iyi bir yolu olacaktır.

Bu analizde yaptığım varsayım ve yaklaşımların sayısı göz önüne alındığında, 4 numaralı güvenlik faktörüyle (yani ) bu da örnek sürücümün düşük çalışabileceğini düşündürecektir. Daha fazla aşınma olmasına rağmen plakanın yaklaşık 17.600 rpm hızında parçalanma riski.$\sigma_{max} = \sigma_{yield}/4$

Hangi parametrelerin sizin için uygun olduğunu bulmak için uygulamanıza daha fazla bakmanızı öneririm.