Saya menggunakan piringan hard drive untuk membuat Tesla Turbine. Saya ingin mendapatkan efisiensi sebanyak mungkin dari itu. Yang sedang berkata, untuk masalah keamanan, saya harus tahu kisaran generik di mana mereka akan hancur.

Jika tidak ada rentang yang ditemukan siapa pun, lalu bagaimana saya bisa (dengan aman) menguji kecepatan yang mereka hancurkan?

Saya pikir itu akan tergantung pada piring-piring individu dan jenis drive yang Anda gunakan.

Teknologi untuk hard disk drive (HDD) yang dapat dengan mudah menangani 5.400 rpm relatif lama dan sangat mudah bersumber. Teknologi yang sedikit lebih baru memungkinkan drive yang dapat menangani 7.200 rpm. Perlu diingat bahwa itu adalah kecepatan internal drive itu sendiri selama operasi reguler, dan belum tentu batas kecepatan rotasi atas mereka. Dan ada drive baru yang dapat menangani hingga 15.000 rpm dengan klaim dari beberapa perusahaan meneliti drive 20.000 rpm.

Karena itu, Anda sebaiknya mengambil nilai konservatif. YouTube memiliki sejumlah video yang menghancurkan CD saat berjalan pada rpm yang berlebihan, dan ada yang sangat mengagumkan ditangkap pada tingkat fps yang sangat tinggi CD hancur ketika disk diputar pada 23.000 rpm.

Tetapi dimungkinkan untuk menjalankan piringan gaya 5.400 rpm yang lebih tua dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi, seperti ditunjukkan dalam video ini yang mengklaim menjalankan piringan pada 15.000 rpm.

Pendekatan yang bijaksana adalah menguji beberapa piring pada tingkat target pilihan Anda bersama dengan margin keamanan yang sangat besar. Ini tutorial yang bisa diinstruksikan menunjukkan cara membuat Turbin Tesla dan menjalankan piringan pada 15.000 rpm. Tampaknya juga bijaksana untuk membangun semacam pelindung di sekitar turbin jika ada bagian yang pecah.

Untuk waktu yang sangat lama, faktor pembatas laju untuk HDD adalah kecepatan putarannya. Dengan drive modern dengan cache, dll, ini kurang benar, tetapi pada dasarnya produsen mendorong setiap drive ke apa yang mereka anggap kecepatan operasi maksimum aman. Semakin tinggi dan bantalan akan aus lebih cepat, segel akan menjadi terlalu panas dan pecah, dll.

Jadi kecepatan drive yang Anda miliki kemungkinan kecepatan Anda harus memutarnya bahkan jika Anda tidak peduli membaca / menulis data.

Jawaban lain memberikan beberapa informasi sejauh seberapa cepat hard drive dapat berjalan selama penggunaan normal, tetapi aplikasi Anda tidak melibatkan penggunaan normal, sehingga Anda mungkin dapat memutar beberapa kecepatan lebih tinggi darinya. Jika Anda ingin mengambil pendekatan teoritis kasar untuk masalah ini, Anda dapat melihat tekanan pada cakram pemintalan dan membandingkannya dengan kekuatan bahan pelat hard drive (aluminium dalam kasus Anda, tetapi beberapa piring terbuat dari kaca dan lainnya). bahan).

Dengan asumsi bagian aluminium dari platter menanggung sebagian besar beban, dan dapat diperkirakan sebagai cakram padat (setiap lubang di tengah sangat kecil), dan mengabaikan tekanan yang dihasilkan oleh aliran fluida di Tesla Turbine Anda (mungkin bukan anggapan aman, tetapi sangat rumit sebaliknya) maka tegangan pada disk dapat dihitung sebagai berikut (dari Kotak Alat Teknik ):

$$ \ sigma = \ frac {\ omega ^ 2 r ^ 2 \ rho} {3} $$ di mana $ \ sigma $ adalah tekanan (N / m ^ 2), $ \ omega $ adalah kecepatan sudut (rad / s), $ r $ adalah jari-jari disk (m), dan $ \ rho $ adalah densitas bahan disk (kg / m ^ 3).

Susun ulang untuk $ \ omega $ dan Anda memiliki: $$ \ omega_ {max} = \ sqrt {\ frac {3 \ sigma_ {yield}} {r ^ 2 \ rho}} $$ di mana $ \ omega_ {max} $ adalah kecepatan teoritis maksimum di mana disk akan mulai pecah dan $ \ sigma_ {yield} $ adalah tegangan luluh bahan disk.

Contoh

Jika Anda memiliki disk 3,5 '' (0,0889 m), terbuat dari beberapa paduan aluminium dengan tegangan luluh $ \ sigma_ {yield} = 24,1 \ kali 10 ^ 6 $ Pa (saya tidak yakin paduan mana yang digunakan dalam konstruksi HD, jadi saya memilih kekuatan hasil terendah yang bisa saya temukan Paduan Aluminium ), dan kepadatan $ \ rho = 2700 $ kg / m ^ 3, maka Anda akan memiliki kecepatan rotasi maksimum: $$ \ omega_ {max} = \ sqrt {\ frac {3 (24.1 \ kali 10 ^ 6)} {(0,0889) ^ 2 (2700)}} \ approx 1840 \ text {rad / s} \ approx 17600 \ text {rpm } $$

Jelas ini sangat cepat, Anda tidak akan benar-benar ingin menjalankan drive Anda secepat itu karena banyak faktor. Pertimbangkan bahwa bahkan di bawah bahan tegangan luluh dapat meregang karena creep dan, seperti jawaban lain telah disebutkan, kecepatan yang lebih tinggi akan menyebabkan peningkatan keausan pada bantalan dan bagian lain. Namun, ini akan menjadi cara yang baik untuk memperkirakan batas atas keras pada kecepatan drive Anda.

Mengingat jumlah asumsi dan perkiraan yang saya buat dalam analisis ini, saya akan merasa nyaman dengan faktor keamanan 4 (yaitu $ \ sigma_ {max} = \ sigma_ {yield} / 4 $) yang akan menyarankan bahwa contoh drive saya dapat berjalan dengan risiko rendah dari piring-piring pecah pada kecepatan sekitar 8.800 rpm, meskipun dengan peningkatan keausan.

Saya sarankan Anda melihat lebih jauh ke dalam aplikasi Anda untuk mencari tahu parameter apa yang relevan untuk Anda.