क्या वायुगतिकीय रिम्स अतिरिक्त वजन के लायक हैं?


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मैं इस धारणा के तहत था कि आपके पहियों का वजन कम करना महत्वपूर्ण है। हालाँकि, मैं देख रहा हूँ कि एक ही निर्माता द्वारा सस्ते रिम्स की तुलना में बहुत अधिक उच्च वायुगतिकीय रिम्स वास्तव में भारी हैं।

उदाहरण के लिए:

जाहिर है कि कीमतें इस विचार का समर्थन करती हैं कि वायुगतिकी कुछ सौ ग्राम वजन से अधिक मायने रखती है, लेकिन जोड़ा वजन किस बिंदु पर लाभ को ऑफसेट करता है? या घूर्णी वजन को कम करने का महत्व समाप्त हो गया है ?


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: व्हील घूर्णी वजन वजन जितना कहीं और बाइक पर दो बार अधिक से अधिक त्वरण को प्रभावित करता है physics.stackexchange.com/questions/18725/... - bicycles.stackexchange.com/questions/7428/...
Freiheit

@freiheit तो मुझे लगता है कि वहाँ अच्छा सबूत है कि ड्रैग में कमी का मूल्य $ 2000 है जो वजन में 100 ग्राम की कमी से अधिक है?
1822 बजे user229044

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एयरो पोजीशन में लंबे समय तक रहने की क्षमता वाला एक हल्का शरीर किसी भी पहिए की तुलना में अधिक लाभकारी होगा। बिल्ली भी एक तंग फिटिंग जर्सी अधिक लाभ होगा!

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@ user11312 इस एफ 1 टीम के बारे में क्या है कि एक घटक का वजन कुछ ग्राम तक कम करने के लिए यूरो की एक एक्स राशि खर्च करता है। और फिर जेंसन बटन एक दाढ़ी बढ़ता है :)
बर्नहार्ड

जब पहिये पहले से ही अपने वजन को कम कर रहे हैं तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ता है, हालांकि उच्च गति पर एयरो महत्वपूर्ण है। इसलिए, हल्के पहिये त्वरण को तेज बनाएंगे, लेकिन अधिक हवाई पहिए उच्च गति पर मंडराएंगे, जबकि वजन इस क्षमता को प्रभावित नहीं करता है।
Rilakkuma

जवाबों:


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जाहिर है कि कीमतें इस विचार का समर्थन करती हैं कि वायुगतिकी कुछ सौ ग्राम वजन से अधिक मायने रखती है, लेकिन जोड़ा वजन किस बिंदु पर लाभ को ऑफसेट करता है?

एक सटीक गणना आपके और आपकी बाइक के कुल द्रव्यमान, आपकी गति, हवा, उसके कोण, चाहे आप फ्लैट पर चढ़ रहे हों, या उतर रहे हों, और जिस गति से आप जा रहे हैं (या आप की शक्ति पर निर्भर करेगा) फिर से डाल)। हालाँकि, हम अनुमानित उत्तर प्राप्त करने के लिए उन कई चरों के बॉलपार्क अनुमान लगा सकते हैं।

मान लें कि एयरो व्हील्स "स्टॉक" पहियों की तुलना में कुल द्रव्यमान का 100 ग्राम जोड़ते हैं, और बदले में आपके ड्रैग क्षेत्र, सीडीए को .00 मीटर ^ 2 से कम करते हैं। यह एक मानक बॉक्स रिम की तुलना में एक काफी हवाई पहिया के लिए एक ballpark सुधार है, हालांकि बहुत अच्छी तरह से डिजाइन किए गए पहियों के लिए आप शायद उस अंतर को दोगुना (~ .01 m ^ 2) या अधिक देख सकते हैं, विशेष रूप से उच्च yaw कोण पर।

साइकिल के लिए पावर समीकरण अच्छी तरह से समझा जाता है और इस साइकिल स्टैडेक्सचेंज उत्तर में दिया गया था । इस प्रकार उस बिंदु को निर्धारित करने के लिए जिस पर एरोडायनामिक ड्रैग के लिए कम वजन का व्यापार करना बेहतर होता है, हम द्रव्यमान, गति, ढलान और इतने पर उपयुक्त मानों का विकल्प चुन सकते हैं, और बिजली बचत की साजिश कर सकते हैं, जैसा कि यहां किया गया है।

नीचे दिए गए आंकड़े में 80 किग्रा राइडर प्लस बाइक की तुलना मानक बॉक्स रिम्स बनाम 80.1 किग्रा राइडर प्लस बाइक के साथ की गई है। हम मानक रिम्स की तुलना में ड्रैग एरिया में एयरो रिम्स सेव .005 मीटर ^ 2 मानते हैं। तीन बिंदीदार रेखाएं 5%, एक सपाट सड़क और 5% की चढ़ाई के लिए बिजली बचत दिखाती हैं। एक्स-एक्सिस किमी / घंटा में राइडर की गति को दर्शाता है, जबकि वाई-एक्सिस हल्के पहियों के लिए बचत दिखाता है - जब बिंदीदार रेखा ठोस क्षैतिज शून्य रेखा से ऊपर होती है, तो हल्के पहियों का होना बेहतर होता है; जब बिंदीदार रेखा ठोस क्षैतिज शून्य रेखा से नीचे गिरती है, तो अधिक वायुगतिकीय पहिये होना बेहतर होता है।

वजन बनाम एयरो ड्रैग तुलना

जैसा कि आप देख सकते हैं, केवल कम गति पर खड़ी चढ़ाई के लिए, हल्के पहियों के लिए बेहतर है; हालांकि, वजन की बचत और एयरो ड्रैग सेविंग की इस विशेष तुलना के लिए, लाभ वाट से कम है। गति बढ़ने के साथ, बिंदीदार रेखा अंततः शून्य से नीचे गिर जाती है और एयरो बचत का विकल्प चुनना बेहतर हो जाता है।

वह एक खड़ी पहाड़ी के लिए था। फ्लैट पर और अवरोही के लिए, आप अधिक एयरो पहियों के साथ लगभग हमेशा बेहतर होंगे।

ध्यान दें कि बिजली में बचत अभी भी अपेक्षाकृत मामूली है। जब रेसिंग, यहां तक ​​कि छोटे लाभ भी जीत या नुकसान का निर्धारण कर सकते हैं, लेकिन सामान्य मनोरंजक सवारी के लिए आप लाइटर पहियों बनाम अधिक एयरो पहियों को ध्यान में रखना चाह सकते हैं, खासकर यदि आपका बजट सीमित है। केवल आप ही तय कर सकते हैं कि सापेक्ष लाभ लागत प्रभावी है या नहीं।


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सोचा था कि मैं एयरो वी वजन परिदृश्यों के उन बहुत अच्छे और व्यापक उदाहरणों में कुछ अतिरिक्त टिप्पणियां जोड़ सकता हूं जो रॉबर्ट ने पिछले साल प्रदान किए थे।

विशेष रूप से फ्लैट इलाके पर त्वरण के गतिशील परिदृश्य, जो स्थिर राज्य साइकिलिंग की तुलना में थोड़ा अधिक जटिल है।

कुछ लोग सोच सकते हैं कि हल्के पहिये भारी एयरो पहियों की तुलना में बेहतर गति देंगे, लेकिन यह जरूरी नहीं है। वास्तव में यह अधिक संभावना है कि विपरीत सच है, चूंकि आप एक बार गति से यात्रा कर रहे हैं, ऊर्जा की मांग दो कारकों पर हावी है; गतिज ऊर्जा में परिवर्तन (घूर्णी सहित) और पर्याप्त और कभी बढ़ती वायु खींचें पर काबू पाने।

यदि आप एयर ड्रैग पर काबू पाने के लिए ऊर्जा की मांग को कम करते हैं, तो इसके लिए आवश्यक ऊर्जा का उपयोग गतिज ऊर्जा को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।

परफॉर्मेंस गेन के नतीजे शुरुआती गति से नीचे आते हैं या नहीं, कब तक एक्सेलेरेशन चलता रहता है, साथ ही एरोडायनामिक और मास डिफरेंस का भी असर रहता है।

मैं इस मुद्दे पर इस ब्लॉग पोस्ट में पिछले साल मैंने कुछ विस्तार से जाना:

http://alex-cycle.blogspot.com.au/2013/02/the-sum-of-parts.html

उस मद में मैं 10 सेकंड की लंबी गति की तुलना शून्य गति और 30 किमी / घंटा की शुरुआती गति से करता हूं। उदाहरणों में मैंने एक विशिष्ट वायुगतिकीय अंतर का उपयोग किया है जिसे मैंने ऐसे पहियों के बीच मापा है, और 0.5 किलोग्राम के पहिया द्रव्यमान में एक अतिरंजित अंतर।

परिणाम चार्ट पर दिए गए हैं।

पता चला है कि यदि आप स्प्रिंट रोलिंग को गति से शुरू कर रहे हैं (इस मामले में 30 किमी / घंटा), तो भारी एरो व्हील राइडर तुरंत आगे निकल जाता है और उनकी बढ़त बढ़ती रहती है। हेवी एरो व्हील हमेशा उस परिदृश्य में बेहतर विकल्प होता है (अन्य पहिया पसंद कारकों के असंख्य के बावजूद - जो मैं लिंक्ड पोस्ट में रेखांकित करता हूं):

हल्की v एयरो व्हील्स रोलिंग का त्वरण प्रारंभ

हालाँकि यह एक मृत स्टॉप से ​​थोड़ा अलग है जहाँ लाइटर व्हील राइडर को शुरुआती फायदा होता है, हालाँकि भारी एयरो व्हील राइडर को पकड़ना शुरू हो जाता है और लगभग 7 सेकंड के बाद लाइटर व्हील राइडर को पकड़ लेता है और इसके बाद लाइटर राइडर से दूर निकल जाता है ।

हल्की v एयरो व्हील्स का त्वरण शुरू होना

तो निकट डेड स्टॉप के साथ एक हॉट डॉग क्रिट एक दिलचस्प दुविधा प्रस्तुत करता है, और शायद अधिक व्यक्तिगत मूल्यांकन से लाभ हो सकता है। और अगर रेसिंग वास्तव में कोनों के लिए इतना सब कुछ धीमा कर देती है, तो एक एयरो व्हीसेट लगभग हमेशा तेज होने वाला है और / या कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और तेजी से गति करता है।

बेशक किसी भी व्यक्ति के लिए सटीक परिदृश्य उनकी स्प्रिंट पावर बनाम समय की साजिश के आकार पर निर्भर करता है क्योंकि कुछ सवारों के पास एक उच्च शिखर शक्ति होती है, कुछ सवार एक अधिक तीव्र शक्ति वाले फ़ेड्स का अनुभव करते हैं, और इसी तरह।

हालांकि सिद्धांत नहीं बदलते हैं, क्योंकि ऊर्जा की आपूर्ति तय होने के बाद से भूखंडों की प्रकृति और समग्र आकार समान होगा और यह प्रत्येक ऊर्जा मांग कारक के कुल पर काबू पाने के लिए जाता है, अर्थात गतिज ऊर्जा में परिवर्तन, हवा को खींचना, रोलिंग प्रतिरोध पर काबू पाना , संभावित ऊर्जा परिवर्तन (गुरुत्वाकर्षण), ड्राइवट्रेन घर्षण। एक के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और दूसरों के लिए अधिक उपलब्ध होती है।

उस मद में मैं घूर्णी पहिया द्रव्यमान / जड़ता के क्षण में अंतर के प्रभाव को भी कवर करता हूं, जो कि ऐसा छोटा कारक है जो लगभग नगण्य है।


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मुझे लगता है कि यह उस कोर्स पर निर्भर करता है जो आप सवारी कर रहे हैं। पेशेवरों के पास कई पहिए होंगे और वे दिन के लिए सवारी कर रहे हैं, इस पर निर्भर करते हुए विभिन्न पहियों का उपयोग करेंगे। वजन वास्तव में केवल एक बड़ा अंतर बनाता है यदि आप चढ़ रहे हैं या तेज कर रहे हैं। इसलिए बहुत अधिक चढ़ाई वाले कोर्स के लिए, जहां एयरोडायनामिक ड्रैग कम से कम वैसे भी होते हैं, वे अक्सर एयरोडायनामिक रिम्स के बिना बहुत हल्के पहिये का चयन करेंगे। फ्लैट पाठ्यक्रमों और समय परीक्षणों पर जहां वायुगतिकी एक बड़ा लाभ देती है, वे थोड़ा भारी वायुगतिकीय पहियों के साथ जाएंगे।


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साइड विंड भी एक मुद्दा है।
डैनियल आर हिक्स

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मैंने हाल ही में अपने पिछले उत्तर में संदर्भित मॉडलिंग पर कुछ अतिरिक्त विश्लेषण किया था, इस बार पहले वाले मॉडल में उपयोग किए गए फ्लैट 1000W के बजाय एक स्थिर शुरुआत और दो रोलिंग शुरू परिदृश्यों से त्वरण के लिए एक यथार्थवादी बिजली उत्पादन वक्र का उपयोग करते हुए।

पूरा लिंक यहाँ है: http://alex-cycle.blogspot.com.au/2014/12/the-sum-of-parts-ii.html

लेकिन संक्षेप में, निष्कर्ष समान हैं, जब एक स्थायी शुरुआत में एयरो अधिक लाभप्रद हो जाता है, तो सटीक समय में बस मामूली अंतर होता है। यदि पहले से ही समतल भूभाग पर लुढ़का हुआ है, तो यह हमेशा बेहतर विकल्प होता है, और मैंने एक तीसरा परिदृश्य जोड़ा, एक पहाड़ी से एक कम शुरुआत की गति (एक मानदंड यू-टर्न ऑफ हिल ऑफ हिल) के बारे में सोचा। उस स्थिति में एयरो व्हील अभी भी जीतता है, जब तक कि फिनिश लाइन मोड़ के करीब न हो।


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ध्यान दें कि बिजली में बचत अभी भी अपेक्षाकृत मामूली है। जब रेसिंग, यहां तक ​​कि छोटे लाभ भी जीत या नुकसान का निर्धारण कर सकते हैं, लेकिन सामान्य मनोरंजक सवारी के लिए आप लाइटर पहियों बनाम अधिक एयरो पहियों को ध्यान में रखना चाह सकते हैं, खासकर यदि आपका बजट सीमित है। केवल आप ही तय कर सकते हैं कि सापेक्ष लाभ लागत प्रभावी है या नहीं।


सामान्य मनोरंजक साइकिल के लिए, आप $ 1500 ले सकते हैं जो पहियों की एक जोड़ी के लिए जाएगा, और अपने आप को तीन बहुत ही सभ्य साइकिल खरीदेंगे। या, एक साइकिल खरीदें और बाकी पैसे को एक निवेश निधि में डाल दें, जो कि साइकिल को बदलने के लिए परिपक्वता के लिए इस्तेमाल किया जाएगा, शेष साइकिल के साथ तीसरी साइकिल की तैयारी में।
कज़
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