Ich weiß, dass Heliumballons schwimmen, weil sie weniger dicht als Luft sind. Ich erwarte nicht, dass mein Fahrrad schwimmt, obwohl das ziemlich cool wäre. Ich möchte nur wissen, ob das Ersetzen von normaler Luft durch Helium in den Reifen einen spürbaren Einfluss auf das Gewicht hat. Wird das Helium die Gewichtskraft „heben“ / reduzieren? auf dem Fahrrad?
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- Wenn Sie ‚ planen, Ihr Fahrrad zu versenden und möchten Sparen Sie ein paar Dollar, indem Sie das Fahrrad weniger wiegen lassen. ‚ Ich fürchte, ich muss Sie enttäuschen. Den Preis, den Sie ‚ zahlen werden Denn das Helium überwiegt den Grenzgewinn, den Sie durch Aufpumpen Ihrer Reifen mit Helium erzielen könnten. Selbst das Hinzufügen von Heliumballons wird Sie nicht genug retten. Ich kenne jemanden, der dies bereits getestet hat Ich habe vergessen, wo ich das gelesen oder das Video gesehen habe, damit ich ‚ keine Quelle mehr nennen kann.
- Denken Sie nur daran, wie wenig Luft die Reifen verdrängen mit einem perfekten Vakuum in den Reifen (solange noch mag Die Form der Reifen beibehalten) ist der gesamte Auftrieb, den Sie erhalten können.
- Es sollte beachtet werden, dass Helium viel schneller durch die Seiten des Reifens austritt als normale Luft. Das heißt, der Reifen wird ziemlich schnell platt.
- @GroundZero Möglicherweise liegt unbenutztes Helium herum (tatsächlich liegt unbenutztes Helium in meinem Gästezimmer herum), was die Kosten senkt . Ich glaube nicht, dass ich ‚ nicht denke, dass ich ‚ trotzdem stören würde.
Antwort
Dadurch wird es leichter, aber der Effekt ist sehr gering. Das Volumen der Röhre beträgt wahrscheinlich weniger als einen Liter. Ein Mol eines idealen Gases entspricht 23 Litern bei atmosphärischem Druck. Sie haben also ungefähr 0,2 Mol Gas bei einem Druck von 4 bar. Helium wiegt 4 g / mol, Stickstoff etwa 28 g / mol. Für 0,2 Mol betragen die Gewichte also 0,8 g und 5,6 g. Das Entfernen des Schmutzes vom Rahmen hat eine größere Wirkung.
Heliumatome sind kleiner als Stickstoffmoleküle. Daher gibt es eine größere Diffusionsrate durch die Fahrradreifen. Ihre Reifen werden schneller platt als normal. Daher ist es keine gute Idee, Helium zu verwenden.
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- Durch die Reifen würde Erguss, nicht Diffusion, nein?
- Nach einer anderen Antwort (Dmitry) ist Ihre Mathematik aus. Das Konzept ist gültig, aber er berechnet das Volumen auf 2,4 Liter, enthält 11,5 Liter Gas, was einen Unterschied von etwa 12 Gramm bewirkt;) Und er hat einen Link, um seine Mathematik zu rechtfertigen – anscheinend haben Sie das Volumen eines typischen Reifens ernsthaft falsch eingeschätzt.
- Martin ‚ hat eine Volumenschätzung näher (Dmitry verwendete die Radgröße, die viel größer als das Rohr ist). Die Röhre hat eine ungerade Form, aber ‚ ist etwas weniger als 1 “ breit und etwas mehr als 1 “ groß. 29 “ * Pi * 1 “ * 1 “ ist eine gute Annäherung = 1,5 l Wahrscheinlich sind dünne Rennradreifenschläuche (bei denen sich die Leute um acht kümmern) näher an < 1 l und fette MTB-Reifen näher an > = 2 L
- @RyanCavanaugh Road-Fahrradrohre sind kleiner, werden jedoch auf deutlich höhere Drücke (6 bis 9 bar) aufgepumpt, sodass sie ungefähr die gleiche Luftmenge enthalten.
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Antwort
Helium wurde in Rennradreifen für Indoor-Strecken (Velodrom) verwendet.
Die Helium verringert das Gesamtgewicht von Fahrrad und Fahrer nur geringfügig und verringert den Drehimpuls der Reifen etwas.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass Helium „elastischer“ ist als normale Luft oder reiner Stickstoff, was den Rollwiderstand verringern würde, aber ich habe keine Artikel darüber gefunden. Helium ist etwas weniger komprimierbar als Luft, aber ich weiß nicht, ob dies die „Elastizität“ beeinflusst.
Je nach Reifentechnologie tritt das Helium viel zu schnell aus, um für ein längeres Ereignis wie z Straßenkurs. Dies könnte sich ändern, wenn schlauchlose Reifen so hergestellt werden könnten, dass kein Helium austritt. Ich weiß nicht, ob sich die Regeln für Radrennen dahingehend geändert haben, dass Helium in Reifen nicht mehr zulässig ist.
Update – dort kann ein weiterer Faktor sein, Wärmeableitung.
„Wir haben Helium verwendet, weil es ein so guter Wärmeleiter ist. Unsere Felgen und Reifen waren so dünn, dass Wärmestau eine Gefahr darstellte und das Helium half, sie zu halten cool.“
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Ich erinnere mich an jemanden, der vor Jahrzehnten erwähnte, dass die Verwendung von Helium die Verwendung eines etwas höheren Drucks in den Rennradreifen ermöglichte, was mit der Wärmeableitung zusammenhängen könnte, aber ich habe noch keinen Artikel gefunden, der dies bestätigt.
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- Ich würde ‚ das Wort „elastisch“ bei Gasen nicht verwenden – sowohl Luft als auch Helium sind sehr elastisch Bei (adiabatischen) rein komprimierenden Prozessen (sie werden gut als ideale Gase angenähert) würde die Kautschukverformung hinsichtlich der Kompression mit ziemlicher Sicherheit die Energie dominieren Verlustleistung.
- Unwahrscheinlich IMO, aber möglicherweise auch relevant für den Rollwiderstand ist eine inkompressible Gasbewegung entlang des Reifens. Ich ‚ würde vermuten, dass dies eine ziemlich laminare Strömung ist. In diesem Fall müssten wir ‚ die Viskositäten vergleichen … in dieser Hinsicht , Luft und Helium sind sich ziemlich ähnlich . Wenn Turbulenzen berücksichtigt werden müssen, kann Helium dank der niedrigeren Reynolds-Zahl einen Vorteil haben.
- Nur ein Gedanke unter anderem: da Helium ist Leichter als Luft, könnten Sie den Reifendruck und damit die Steifigkeit erhöhen – verbunden mit der Dichte des Füllmaterials?
- @Benj – Ich würde denken, dass die Kompressibilität in Bezug auf die Reifenverformung eher ein Faktor als die Dichte ist. Die Dichte würde den mit der Verformung verbundenen Impuls beeinflussen, aber ich gehe davon aus, dass die Kompressibilität einen signifikanteren Effekt haben würde.
- @rcgldr Scheint eine realistische Theorie zu sein.
Antwort
Die häufigste Radgröße für Mountainbikes ist ein Torus mit R = 307 mm und r = 27 mm. Unter der Annahme von etwa 7 mm Gummi auf der Walzfläche entspricht dies etwa 2,4 Litern Volumen. Bei einem typischen Druck von 70 psi pumpen Sie 11,5 Liter Luft in Ihren Reifen. Diese Luft hätte eine Masse von etwa 14 Gramm und ein gleiches Heliumvolumen von etwa 2 Gramm.
Wenn Sie für beide Räder Luft durch Helium ersetzen, sparen Sie etwa 24 Gramm Gewicht. Das lohnt sich nicht wirklich, es sei denn, Sie stellen einen olympischen Rekord auf und jedes Gramm zählt.
Auch wenn Ihr Fahrrad Hatte Reifen, die groß genug waren, um das Fahrrad mit Helium zu füllen, würde es schweben, es würde verkehrt herum schweben;)
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- Don ‚ Vergessen Sie nicht, dass Sie zusätzlich zu den Masseneinsparungen ‚ Drehimpuls sparen, da sich die gesamte Masse im äußeren Teil des rotierenden Rads befindet.
- Für diejenigen von uns, die sich nicht wirklich daran erinnern, wie viel 70 psi sind, sind es ungefähr 480 kPa (oder 4,8 bar).