Jag vet att heliumballonger flyter eftersom de är mindre täta än luft. Jag förväntar mig inte att min cykel ska flyta, även om det skulle vara ganska häftigt. Jag vill bara veta om att ersätta normal luft med helium i däcken kommer att ge en märkbar effekt på dess vikt. Kommer heliumet att ”lyfta” / minska vikt på cykeln?
Kommentarer
- Om du ’ planerar att skicka din cykel och vill spara några dollar genom att låta cykeln väga mindre, jag ’ är rädd att jag måste göra dig besviken. Priset du ’ betalar för helium kommer att uppväga den marginella vinsten du kan göra genom att blåsa upp dina däck med helium, till och med lägga till heliumballonger som inte sparar tillräckligt ’. Jag vet att någon någonstans redan testat detta Jag har glömt var jag läste detta eller såg videon så att jag ’ inte kan namnge en källa längre.
- Tänk bara på hur lite luft däcken förskjuter. med ett perfekt vakuum inuti däcken (medan de fortfarande är mag att hålla däcken form). Det är all lyft du kan få.
- Man bör komma ihåg att helium kommer att läcka genom däckets sidor mycket snabbare än normal luft. Det vill säga, däcket kommer att platta ganska snabbt.
- @GroundZero man kan eventuellt ha lite oanvänd helium liggande (jag har faktiskt lite oanvänd helium liggande i mitt extra sovrum), vilket gör det till en sänkt kostnad . Jag tror inte ’ att jag ’ bryr mig likväl.
Svar
Det gör det lättare, men effekten blir väldigt liten. Rörets volym är förmodligen mindre än en liter. En mol av en idealgas är 23 liter vid atmosfärstryck. Så du har cirka 0,2 mol gas där inne vid 4 bar tryck. Helium väger 4 g / mol, kväve cirka 28 g / mol. Så för 0,2 mol är vikterna 0,8 g och 5,6 g. Att rensa bort smuts från ramen kommer att ha en större effekt.
Heliumatomer är mindre än kvävemolekyler. Därför är det en större spridningshastighet genom cykeldäck. Däck blir snabbare än normalt. Därför är det inte riktigt bra att använda helium.
Kommentarer
- Kommentarer är inte för längre diskussion; den här konversationen har flyttats för att chatta .
- Genom däckarna skulle det vara effusion, inte diffusion, nej?
- Enligt ett annat svar (Dmitry) är din matte avstängd. Konceptet är giltigt, men han beräknar voume till 2,4 liter, som innehåller 11,5 liter gas, vilket ger en skillnad på cirka 12 gram;) Och han har en länk för att motivera sin matte – det verkar som om du allvarligt missuppskattat volymen på ett typiskt däck.
- Martin ’ volymberäkningen är närmare (Dmitry använde hjulstorleken, som är mycket större än röret). Röret sitter i en udda form men den ’ är lite mindre än 1 ” bred och lite mer än 1 ” lång. 29 ” * Pi * 1 ” * 1 ” är en bra uppskattning = 1,5 L Förmodligen är smala vägcykeldäckrör (det är där folk bryr sig om åtta) närmare < 1 L och tjocka MTB-däck är närmare > = 2 L
- @RyanCavanaugh Road cykelrör är mindre men är uppblåsta till betydligt högre tryck (6 till 9 bar), så de har ungefär samma mängd luft i sig.
Svar
Helium har använts i racercykeldäck för inomhusbanor (velodrome).
helium minskar cykelns och förarens totala vikt bara något, och det minskar däckens vinkelmoment något.
Det finns också möjligheten att helium är mer ”elastiskt” än normal luft eller rent kväve, vilket skulle minska rullmotståndet, men jag har inte hittat några artiklar om detta. Helium är något mindre komprimerbart än luft, men jag vet inte om detta påverkar ”elasticitet”.
Beroende på däckteknik läcker heliumet alltför snabbt för att vara användbart för en längre period, t.ex. vägkurs. Detta kan förändras om slanglösa däck inte kan läcka helium. Jag vet inte om reglerna för cykellopp har förändrats för att inte tillåta helium i däck längre.
Uppdatering – där kan vara en annan faktor, värmeavledning.
”Vi använde helium eftersom det är en så bra värmeledare. Våra fälgar och däck var så tunna att värmeuppbyggnad var en fara och helium hjälpte till att hålla dem Häftigt.”
Rulla lite ner i det här forumet tråd:
Jag minns årtionden sedan någon nämnde att användning av helium tillät något högre tryck i bancykeldäck, vilket kan relateras till värmeavledningen, men jag har inte hittat en artikel för att bekräfta detta ännu.
Kommentarer
- Jag skulle inte vilja ’ att inte använda ordet ”elastisk” med gaser – både luft och helium är väldigt elastiska i (adiabatiska) rent komprimerande processer (de är väl approximerade som ideala gaser ), så vad kompression beträffar skulle gummideformationen nästan säkert dominera energin försvinnande.
- IMO men troligtvis också relevant för rullmotstånd är okomprimerbar gasrörelse längs däcket. Jag ’ gissar att detta är ett ganska laminärt flöde, i vilket fall vi ’ d behöver jämföra viskositeter … i det avseendet , luft och helium är ganska lika . Om turbulens måste övervägas kan helium ha en kant tack vare lägre Reynolds-nummer .
- Bara en bland andra: eftersom Helium är lättare än luft kan du öka däcktrycket och därmed styvhet – kopplat till fyllnadsmassans densitet?
- @Benj – Jag tror att komprimeringsförmågan skulle vara mer av en faktor än densitet när det gäller däckdeformation. Densiteten skulle påverka momentum i samband med deformation, men jag antar att kompressibiliteten skulle ha en mer signifikant effekt.
- @rcgldr Verkar vara en realistisk teori.
Svar
Den vanligaste hjulstorleken för mountainbikes är en torus med R = 307 mm och r = 27 mm. Om vi antar cirka 7 mm gummi på den rullande ytan uppgår detta till cirka 2,4 liter volym. För ett normalt tryck på 70 psi pumpar du 11,5 liter luft i ditt däck. Luften skulle ha en massa på cirka 14 gram och en lika stor volym helium skulle vara cirka 2 gram.
Om du ersätter luft med helium skulle det ge dig cirka 24 gram viktminskning för båda hjulen. Inte riktigt värt det, om du inte ska sätta ett olympiskt rekord och varje gram räknas.
Även om din cykel hade tillräckligt stora däck för att fylla dem med helium skulle få cykeln att flyta, den skulle flyta upp och ner;)
Kommentarer
- Don ’ glöm inte att du förutom massbesparingarna ’ sparar vinkelmoment, eftersom all den massan finns i det yttre delen av det roterande hjulet.
- För oss som inte riktigt kommer ihåg hur mycket 70 psi är, är det cirka 480 kPa (eller 4,8 bar).