Zal helium in de banden van een fiets het lichter maken?

Het zal het lichter maken, maar het effect zal erg klein zijn. Het volume van de buis is waarschijnlijk minder dan een liter. Een mol van een ideaal gas is 23 liter bij atmosferische druk. Je hebt dus ongeveer 0,2 mol gas daar bij 4 bar druk. Helium weegt 4 g / mol, stikstof ongeveer 28 g / mol. Dus voor 0,2 mol zijn de gewichten 0,8 g en 5,6 g. Het verwijderen van vuil van het frame heeft een groter effect.

Heliumatomen zijn kleiner dan stikstofmoleculen. Daardoor is er een grotere diffusiesnelheid door de fietsbanden. Uw banden worden sneller lek dan normaal. Daarom is het niet echt een goed idee om helium te gebruiken.

Reacties

• Reacties zijn niet bedoeld voor uitgebreide discussie; dit gesprek is verplaatst om te chatten .
• Door de banden heen zou effusie zijn, geen diffusie, niet?
• Volgens een ander antwoord (Dmitry) is je wiskunde uitgeschakeld. Het concept is geldig, maar hij berekent het volume op 2,4 liter, met daarin 11,5 liter gas, wat een verschil van ongeveer 12 gram oplevert;) En hij heeft een link om zijn wiskunde te rechtvaardigen – het lijkt erop dat je het volume van een typische band ernstig verkeerd hebt ingeschat.
• Martin ‘ s schatting van het volume is dichterbij (Dmitry gebruikte de wielmaat, die veel groter is dan de buis). De buis zit in een vreemde vorm, maar ‘ is iets minder dan 1 ” breed en iets meer dan 1 ” groot. 29 ” * Pi * 1 ” * 1 ” is een goede benadering = 1,5 L . Waarschijnlijk zijn dunne binnenbanden voor wegfietsbanden (waar mensen ongeveer acht mensen om geven) dichter bij < 1 L en dikke MTB-banden dichter bij > = 2 L
• @RyanCavanaugh Road fietsbanden zijn kleiner, maar zijn opgepompt tot aanzienlijk hogere drukken (6 tot 9 bar), dus ze bevatten ongeveer dezelfde hoeveelheid lucht.

Helium is gebruikt in racefietsbanden voor indoor track (velodrome) evenementen.

De helium zal het totale gewicht van fiets en berijder slechts in geringe mate verminderen, en het zal het impulsmoment van de banden enigszins verminderen.

Er bestaat ook de mogelijkheid dat helium “elastischer” is dan normale lucht of zuivere stikstof, wat de rolweerstand zou verminderen, maar ik heb hier geen artikelen over gevonden. Helium is iets minder samendrukbaar dan lucht, maar ik weet niet of dit de “elasticiteit” beïnvloedt.

Afhankelijk van de bandentechnologie lekt het helium veel te snel om bruikbaar te zijn voor een langere periode, zoals een Dit kan veranderen als tubeless banden zo gemaakt kunnen worden dat ze geen helium lekken. Ik weet niet of de regels voor wielrennen zijn veranderd om helium in banden niet meer toe te staan.

Update – daar kan een andere factor zijn, warmteafvoer.

“We gebruikten helium omdat het zon goede warmtegeleider is. Onze velgen en banden waren zo dun dat de warmteontwikkeling gevaarlijk was en het helium hielp ze te behouden stoer.”

Scroll een beetje naar beneden naar dit forum thread:

Ik herinner me tientallen jaren geleden dat iemand zei dat het gebruik van helium het gebruik van een iets hogere druk in de baanfietsbanden mogelijk maakte, wat verband zou kunnen houden met de warmteafvoer, maar ik heb nog geen artikel gevonden om dit te bevestigen.

Opmerkingen

• Ik zou ‘ het woord elastisch niet gebruiken met gassen – zowel lucht als helium zijn erg elastisch in (adiabatische) zuiver compressieprocessen (ze worden goed benaderd als ideale gassen ), dus wat betreft compressie zou de rubbervervorming vrijwel zeker de energie domineren dissipatie.
• IMO, maar mogelijk ook relevant voor rolweerstand, is een onsamendrukbare gasbeweging langs de band. Ik ‘ d vermoeden dat dit een behoorlijk laminaire stroming is, in welk geval we ‘ de viscositeiten moeten vergelijken … in dat opzicht , lucht en helium lijken veel op elkaar . Als er rekening moet worden gehouden met turbulentie, kan helium een voordeel hebben dankzij een lager Reynoldsgetal .
• Even een probleem: aangezien Helium is lichter dan lucht, zou je de bandenspanning kunnen verhogen en daarmee de stijfheid – gekoppeld aan de dichtheid van het vulmateriaal?
• @Benj – Ik zou denken dat samendrukbaarheid meer een factor is dan dichtheid in termen van bandvervorming. De dichtheid zou het momentum beïnvloeden dat geassocieerd is met vervorming, maar ik neem aan dat samendrukbaarheid een groter effect zou hebben.
• @rcgldr Lijkt een realistische theorie.

De meest voorkomende wielmaat voor mountainbikes is een torus met R = 307 mm en r = 27 mm. Uitgaande van ongeveer 7 mm rubber op het roloppervlak, komt dit neer op ongeveer 2,4 liter volume. Voor een normale druk van 70 psi pompt u 11,5 liter lucht in uw band. Die lucht zou een massa hebben van ongeveer 14 gram en een gelijk volume helium zou ongeveer 2 gram zijn.

Voor beide wielen zou het vervangen van lucht door helium u ongeveer 24 gram gewichtsvermindering opleveren. Niet echt de moeite waard, tenzij u op het punt staat een Olympisch record te vestigen en elke gram telt.

Ook als uw fiets had banden die groot genoeg waren om ze te vullen met helium om de fiets te laten zweven, hij zou ondersteboven zweven;)

Opmerkingen

• Don ‘ vergeet niet dat je, naast de massabesparingen, ‘ het impulsmoment bespaart, aangezien al die massa zich in het buitenste deel van het draaiende wiel bevindt.
• Voor degenen onder ons die zich niet echt herinneren hoeveel 70 psi is, is dit ongeveer 480 kPa (of 4,8 bar).