Сколько литров воздуха в колесе

Сколько литров воздуха в колесе

Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!

Какой-бы ни купил, качать ток от 1.8 до 2.2 ат.

Для периодической подкачки достаточно компрессор производительностью до 35 л/мин. Учтите это очень условная характеристика.

Ваш объем покрышки с учетом давления в 2 ати порядка 40 литров будет.

Но это не значит, что за минуту накачаете. Производители указывают производительность для свободного выпуска воздуха. Под противодавлением производительность резко падает. Даже для сдутой шины компрессору нужно преодолеть лавление открытие ниппеля, а это 2,5 ати. В конце накачки уже за 4 ати будет. Так что без нагрузочной характеристики компрессора время накачки все равно не рассчитать.

Надёжный. А, кстати, почему-б, не написать в категорию АВТО МОТО?

Вас интересует объём воздуха?

Считайте по формуле объёма ТОРА — задача уровня ученика школы

Компрессор для легкового авто надо брать и всё.

Бытовые компрессоры отличаются производительностью. Допустим шинный автокомпрессор развивает давление в лучшем случае около 3 атм. Примерно за 5_8 минут накачивает колесо до 2.2 атм. Те, что с ресивером, получше. Нужно знать для каких целей. Если колеса, то опять же конкретно размер. Для 13 » легковых годятся все и стоят они до 2000р. Для хаммера наверно нужен гораздо мощнее.

Две атмосферы там.
Может чуть больше. 2.2

Обычно объёмом шины интересуются, когда надо подобрать подходящий компрессор, чтобы не курить по полчаса, когда накачиваешь колёса, но у меня компрессор имеется, поэтому интерес был другой.

Поскольку в интернете с этим примитивным вопросом полный разброд и шатание, внутренний объём варьируют от 37 до 160 л, а шинные калькуляторы калькулируют совсем другие размеры, было решено разобраться с этим вопросом по-научному, заодно уточнив ещё несколько вопросов для будущего раздела "Занимательная шинология".

Итак, имеются шины 205/60R16 Nexen N’blue HD 92H, установленные на дилерские литые диски.
Задача: посчитать количество воздуха в них, заодно отработать способ получения для других размеров.

Самый простой практический способ — предварительно взвесив, накачать шину вместо воздуха водой до рабочего давления, потом ввесить ещё раз. Разница в килограммах и будет внутренним объёмом в литрах. Способ простой и точный (заодно колесо промоется изнутри), но по причине неудобности в городе был отложен до дачных выездов, а за основу возьмём размеры, вытекающие из наименования.

Что означают цифры в названии шины? Наверное, это детсадовский вопрос для опытного автомобилиста, но у меня они не вызывают явных ассоциаций. Далеко ходить не надо, этот вопрос разобран у mironidze : Что означает маркировка шин?

Читайте также:  Как восстановить поврежденные файлы word

Нас интересуют:
205: 205 мм — ширина шины (по протектору);
60: 205*60%=123 мм — высота профиля;
16: 2,54*16=406 мм — посадочный диаметр шины в месте стыковки к диску.

Путём простейших расчётов вычисляем:
406+2*123=652 мм — внешний диаметр шины (соответствует практическим измерениям неизношенной шины).

Если принять сечение шины, как прямоугольник со сторонами 205 на 123 мм, то, по формуле вычисления объёма цилиндра ¼·πD²h вычисляем внешний объём, занимаемый покрышкой и воздухом в ней.
1/4*3,14*123*(652²-406²)=25,14 млн куб мм, или 25,1 литров.

Какой объём занимает резина? Это трудно измерить линейкой, но можно посчитать, зная вес и плотность резины. Вес можно определить здесь: Вес и объём шин
Для нашей покрышки он равен 10,4 кг. С учётом того, что металл в весе шины составляет 12-14% (см. здесь), убавим эту массу на 12% (по ссылке приведены данные для изношенных шин). Плотность автомобильной резины порядка 1400 кг/м3, или 1,4 кг/л (каучук 70% — 1190, сера 30% — 2000).
Итого получаем 10,4*(1-0,12)/1,4=6,5 литров.
Остаётся 25,1-6,5=18,6 л.
Это получилась оценка объёма снизу. Но выяснилось, что сильно снизу, т.к. исходные предположения о прямоугольной форме сечения шины оказались весьма неверны (или прямоугольник надо мерить не по ширине протектора), поэтому:

UPD:
Второй вариант расчёта внутреннего объёма шины.
Поскольку шина снаружи больше похожа на тор, чем на цилиндр, был применён другой способ расчёта:
был измерен малый внешний периметр бублика, он оказался равным 620 мм. Что даёт величину его радиуса, равную 620/2/3,14=98,7 мм, а большой радиус тора получился 652/2-98,7=227 мм.
По формуле объёма тора это даёт 2*3,14*3,14*227*98,7*98,7=43,7 млн мм2, или 43,7 литра.
Но сюда входит объём резины и объём литого диска.
Объём резины мы уже рассчитывали, а объём диска можно рассчитать, исходя из его веса и плотности алюминия.
Вес моих колёс (припоминается) около 19 кг, что даёт вес диска 19-10,4=8,6 кг. Плотность алюминия — 2,7 г/см³.
Поэтому объём диска 8,6/2,7=3,18 л. В торе задействован не весь алюминий. поэтому примем объём алюминия в наших расчётах, равный 2,5 л.

Итого имеем объём воздуха в шине, равный 43,7-6,5-2,5=34,7 л.
Это оценка несколько завышена, поскольку мы не учли неидеальность тора, воздух в бороздках и т.д.
Пусть будет 34 л.

Читайте также:  Можно ли удаленно подключиться к телефону android

Эта оценка совпадает с результатами наполнения шины Кока-колой, как продемонстрировано в следующем ролике:

Правда, там наполнялась зимняя шина 205/60 R16, и давление, создаваемое газировкой, не обязательно равнялось рекомендуемому.

Итак, примем объём воздуха в шине 205/60 R16 равным 34 литрам.
Если накачать её до давления 240 кпа, то, в пересчете на атмосферное давление, это будет
(100+240)/100*34=116 литров.

——
P.S. В первоначальные расчёты по первому варианту вкралась досадная ошибка при расчёте посадочного диаметра (а и считать не надо было, он равен 16 дюймов=406 мм, а не 529). За указание на запредельное несоответствие спасибо более опытным товарищам, а именно: w-elder . Всё пересчитано по-правильному, вместо 10 получилось 20 л, но и эта цифра оказалась сильно заниженной, поэтому был применён 2 вариант расчета, о котором было доложено выше.
——

Сколько весит воздух в шине (и зачем это знать)? Об этом в блоге: Занимательная шинология 1. Сколько весит воздух в шине?.

Самый главный вопрос — это не сколько весит воздух в шине (наверное, не слишком много, чтобы его мерить в граммах), а вопрос: зачем это знать?

Иногда довод, что шина будет весить меньше, приводится для того, чтобы убедить клиента, что надо накачивать шины не воздухом, а азотом. Правда, всякий мало-мальски знакомый с физикой, даже не прибегая к расчётам, скажет, что это не тот вес, который стоит учитывать в автомобиле.

А всё-таки, сколько лишнего веса мы постоянно возим с собой в каждой шине? Попробуем посчитать.
Внутренний объём колеса 205/60 R16 (например), как было показано в записи БЖ Шины. Какой объём воздуха в шине?, составляет 34 литра. Примем избыточное давление, равное 240 кпа, а атмосферное — 100 кпа.
Обычный воздух состоит из 78% азота, 21% кислорода и 1% аргона, не считая остальных малозначимых составляющих.

Но что это нам даёт, как вычислить массу этой смеси при нашем давлении 240+100=340 кпа?

Есть такое понятие, как парциальное (частичное) давление. Закон Дальтона гласит, что общее давление равно сумме парциальных давлений составляющих газов. В нашем случае 340 кпа сложится как
340*78%=265 кпа азота;
340*21%=71 кпа кислорода;
340*1%=3 кпа аргона.
Итого 265+74+3=339 кпа. Совпало? Нет, но это из-за округления, если посчитать точнее, то совпадёт.

Давление каждого газа знаем, а как вычислить массу каждого газа? Очень просто, выводится из уравнения Менделеева-Клайперона (если кто помнит, я — нет, но найти было нетрудно):
M=PmV/R/T, где
М — масса газа, г; P — давление, кпа; V — объём, л; R — универсальная газовая постоянная, для наших единиц= 8,31; T — температура в градусах кельвина (273+температура в градусах цельсия);
m — молярная масса: у азота — 28, кислорода — 32, аргона — 40.

Читайте также:  Galaxy tabpro s gold edition

В результате имеем, для воздуха, температуры 30 градусов С:
(265*28+71*32+3*40)*34/8,31/(30+273)=132 грамма.

А для смеси 95% азота и 5% кислорода, которой обычно накачивают шины:
(0,95*28+0,05*32)*340*34/8,31/(30+273)=129 грамм.

Итог: шина, накачанная азотом, весит на 3 грамма меньше накачанной воздухом.
Хорошо? Да. Но не о чем говорить.

Всё? Нет, не всё! Забыли самое главное.

В атмосферном воздухе присутствует водяной пар.
А с ним всё не так просто. В отличие от остальных составляющих воздуха, парциальное давление пара не может превысить некоторой предельной величины, которая зависит от температуры и называется давлением насыщенного пара.
На этот случай имеется график (как же без этого):

При 30 градусах цельсия оно составляет 4,3 кпа,
(а при 50 градусах — уже 12,42 кпа, в 3 раза больше, и, к слову, составит 5% от давления в шине).

В 34 литрах шины это соответствует:
18*4,3*34/8,31/(30+273)=1,05 грамма водяного пара. (18 — молярная масса H2O).

И не больше. В 34 литрах. При 30 град С. При любом давлении в шине.

А сколько пара может быть в исходном воздухе, которым, накачивают шину?
Если накачивали шину до избыточного давления 240 кпа при атмосферном 100 кпа, то воздуха потребовалось
34*(240+100)/100=116 литров.
В этих 116 литрах атмосферного воздуха при 30 градусах может содержаться уже
18*4,3*116/8,31/(20+273)=3,69 грамма водяного пара.

Итак, при 30 градусах цельсия:
1) в 116 литрах воздуха, используемого для накачки шины, может быть не больше 3,69 г воды в виде пара;
2) в 34 литрах сжатого из этих 116 литров воздуха в шине, может быть не больше 1,05 г воды в виде пара.

Вопрос к знатокам:
Что будет с этими лишними 2,64 граммами водяного пара при накачке шины:

1. Останутся в атмосфере.
2. Исчезнут без следа.
3. Испарятся.
4. Выпадут в осадок.
5. Это ошибка в расчётах.

Ответ см. в следующей серии:
Занимательная шинология. 2. Куда девается лишняя влага при накачке шины?

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector