Kompresor využívajúci na stláčanie vzduchu účinky odstredivej sily.
Prečo to funguje?
V prvom rade by sme sa mali pozrieť na to, ako sa na odstredivú silu pozerajú fyzici:
Odpoveď nájdeme aj na wikipédii:
Podľa fyzikov je teda odstredivá sila len akási zdanlivá sila a teda nepredstavuje výkon, pretože proti tejto sile podľa nich pôsobí dostredivá sila, ktorá je rovnako veľká a pôsobí presne opačným smerom, takže výsledná sila rovná sa nule.
Teraz si názorne ukážeme, že fyzici by museli uznať nesprávnosť zákona o zachovaní energie ak by uznali, že odstredivá sila je reálnou silou a to je pre nich také nepredstaviteľné, že radšej pred týmto faktom zatvárajú oči:
Nasledujúci obrázok znázorňuje výpočet kinetickej energie:
Ak by sme chceli uviesť do pohybu teleso o hmotnosti 1 kg tak, aby sa pohybovalo rýchlosťou 10 m za sekundu, teda jeho kinetická energia by sa rovnala 50 N, potrebovali by sme na to energiu, ktorá by zodpovedala sile 50 N.
Tu je vzorec pre výpočet kinetickej energie:
Teleso pohybujúce sa takouto rýchlosťou by narazilo do prekážky silou 50N mínus straty spôsobené trením samozrejme.
Pri pohybe po kruhovej dráhe, tak ako je to na obrázku, ale vzniká aj odstredivá sila a ak si prepočítame túto silu, tak zistíme, že teleso o hmotnosti 1 kg pohybujúce sa rýchlosťou 10 m za sekundu po kruhovej dráhe s priemerom 0,4 m vytvára odstredivú silu 500 N:
Tu je vzorec pre výpočet odstredivej sily:
Zostrojením kompresora využívajúceho na stláčanie vzduchu účinky odstredivej sily sme v praxi dokázali, že odstredivá sila nie je len akousi zdanlivou silou za akú ju považujú fyzici, ale reálnou silou, ktorú dokážeme pomerne jednoducho využívať ako výkon, či už to je pri kompresoroch, generátoroch, alebo iných zariadeniach.
Tu je nákres princípu fungovania nášho kompresora:
Vibračný motor rotuje rýchlosťou 940 ot./min., vytvára odstredivú silu 436 kg a pohybuje sa v rozmedzí 20 mm.
Zavesili sme ho do polovice ramena a tým sme získali pohyb v rozmedzí 40 mm, takže zdvih piestov vo valcoch je 40 mm.
Tým sa samozrejme znížila o polovicu aj sila, ktorá na piesty pôsobí z 436 kg na 218 kg.
To znamená, že s piestami o priemere 65 mm dokážeme stláčať vzduch na takmer 7 barov.
Tu je video takéhoto kompresora:
Až keď si prepočítame dané parametre a uvedomíme si, že motor s výkonom 250 W dokáže vyvinúť tlak 4360 N, čo sa rovná 436 kg, môžeme pochopiť akú vysokú účinnosť je možné dosiahnuť využívaním účinkov odstredivej sily.
Pri kompresoroch, ktoré sa dnes používajú potrebujeme na vytvorenie rovnakého tlaku vzduchu až päťnásobne výkonnejší motor, teda viac ako 1000 W.