flywheelの空気抵抗

Amber Kinetics 社のflywheel式のエネルギー貯蔵装置M32の「自己放電」=維持のために使用するエネルギーはカタログによると100W以下だそうです。超伝導を使っているとするとその維持のために冷凍機が必要です。冷凍機は数十Wは必要でしょう。空気の摩擦抵抗が問題になるとすると排気用のポンプが要るかもしれません。必要な真空度によりますが、真空ポンプは電気を食いそうです。どのくらいの真空が必要か見積もってみましょう。直径1mの円盤を回転させるとして、周速度が空気の音速(≒気体分子の運動速度)を超えるとよくないことが起こりそうなので、そのくらいにしましょう。半径50cmで外周の速度が300m/sになるのは、100rps=6000rpmです。さらに大型のJS総研のものもそのくらいだったと思います。空気抵抗のうち、円盤の回転を止める方向に働くのは粘性による摩擦抵抗です。平板が速度Uで一方向に動いている場合、面積Sに働く力Fは
F=US/hで、hはいま境界層厚さだと思います。境界層厚さはレイノルズ数Eの-1/2乗に1程度の数と物体の大きさを掛けた値になります。R=UL/ν、νは動粘度係数で1気圧で1.38×10-5m2/s (@273K)なので、今1mmくらいです。これを使うと、F=5N(1m2あたりですが、今Sがそのくらいなので)。これにUをかけると単位時間当たりに損失するエネルギーが出るので、大気圧下では1kWくらいになります。この値は圧力に比例するので、1Wまで落としたければ大気圧の1/1000程度にすればいいということになります。これは冷凍機のクライオポンプ作用で十分維持できる値なので、最初に容器を真空に引いて封じ切っておけば、1台ごとの真空ポンプは不要ということになります。さて、計算間違いしてないでしょうか?実際と比べてみたいですね。

境界層の見積もりは
https://www.jstage.jst.go.jp/article/tsj1973/6/12/6_12_769/_pdf
を参考にしました。(pdf注意)

自己放電 self discharge
昨日はrepel 反発するの類義語だったので、今日はattractの類義語を紹介します。
synonym 「シ」ノニム 類義語
antonym 「ア」ントニム 反対語、対義語
draw ひっぱる
entice エン「タイ」ス そそのかして~させる
The smell of fish enticed the cat into the kitchen. 魚のにおいに誘われて猫が台所に入り込んだ
allure 魅惑する ア「る」ア
bewitch 魔法にかけてうっとりさせる
captivate 魅惑する 「キャ」プティヴェイト
charm 魅惑する
enchant  魔法にかけてうっとりさせる エン「チャ」ント
fascinate 「ファ」スシネイト 魅惑する  That’s fascinating! それは素晴らしい!
hypnotize 催眠術をかけ、魅惑する
mesmerize 催眠術をかけ、魅惑する 「メ」ズメライズ

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