Вы не зашли.
Страниц: 1 2
Теория винта > связь мощности на валу (shp) с диаметром, числом оборотов, шагом, числом и площадью лопастей винта.
Как-то этому вопросу на форуме никто не уделил внимания. А ведь в эпоху сверхдредноутов, а скорее всего даже раньше (в предыдущую эпоху) корабелы перешли от эмпирического подбора этих взаимосвязанных параметров к какой-то хотя бы и феноменологической теории.
В общем хотелось бы подковаться в этом вопросе. Хотя бы на гидродинамическом уровне, без сопромата.
Какая есть или была литература на эту тему?
Отредактированно Aurum (14.05.2012 15:40:45)
Чтобы понять, начинать нужно с винтовой характеристики.
Это вообще пропульсивный комплекс: корпус-винт-двигатель.
Все расчеты ведутся на V-const.
Теоретическую винтовую характеристику делает изготовитель двигателя, винт проектируент и подбирает судостроитель и подгоняет под теоретическую винтовую.
Шаг винта принимается 0.35 Д.
Далее используются все понятия из авиации и теории крыла. Если на пальцах, то у идеального винта который не взаимодействует с корпусом судна будет нулевой угол атаки и винт теоретически за один оборот пройдет расстояние равное шагу винта. При нулевой скорости судна наоборот. Скольжение максимально, поступь винта ноль. То есть максимальный угол атаки и максимальный упор. На полном ходу судна поступь примерно 70, скольжение 30.
Вообще конечно нужно привести векторную диаграмму винта., но сегодня не смогу. Это проще отсканировать и выложить и провести лекцию. Уравнение Бернулли будет в помощь. Но без описания всех коэффициентов и углов с формулами будет трудно для понимания.
marlin написал:
Но без описания всех коэффициентов и углов с формулами будет трудно для понимания.
Вот это-то и нужно!
А то одна емпирика:
marlin написал:
Шаг винта принимается 0.35 Д. ... На полном ходу судна поступь примерно 70, скольжение 30.
Нужно еще раскрыть пропульсивный КПД, Отношение мощности буксировочной к мощности двигателя подводимой к винту. Это примерно 0.65.
И еще коэффициент засасывания (вакуум за корпусом), который тянет корпус назад, коэффициент попутного потока и коэффициент равномерности потока воды по высоте лопасти. Можно еще добавить для понимания. Угол атаки винта фиксированного шага может быть и отрицательным. Это в случае выключения подачи топлива на ходу, когда набегающий поток крутит винт и двигатель.
Отредактированно marlin (14.05.2012 15:57:24)
marlin написал:
Нужно еще раскрыть пропульсивный КПД, Отношение мощности буксировочной к мощности двигателя подводимой к винту. Это примерно 0.65.
И еще коэффициент засасывания (вакуум за корпусом), который тянет корпус назад, коэффициент попутного потока и коэффициент равномерности потока воды по высоте лопасти.
Если честно то коэффициент засасывания к теории винта не относится. Это свойство корпуса, ну или системы корпус-винт.
Меня пока интересует чистая теория винта, грубо говоря винт, двигатель, динамометр и лаг. И НИ КАКОГО КОРПУСА
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530312
И НИ КАКОГО КОРПУСА
Не получится ни при каких обстоятельствах.
Тема теория винта, а он не сам по себе крутится. Тогда будем просто обсуждать мясорубку или шнек в колхозном элеваторе. .
marlin написал:
Оригинальное сообщение #530327
Не получится ни при каких обстоятельствах.
Тема теория винта, а он не сам по себе крутится.
Мне кажется Вы не поняли. Меня пока интересует ЧИСТАЯ ТЕОРИЯ. То что реальный винт сам по себе не крутится - вполне понятно. Но Теоретическому винту, идеальному динамометру, непогрешимому лагу и вечному двигателю ничего НЕ запрещает существовать в идеальном мире. Их нереальность к гидродинамике винта НЕ ИМЕЕТ НИ КАКОГО отношения!
В общем из реальных субстанций готов взять только воду
marlin написал:
Тогда будем просто обсуждать мясорубку или шнек в колхозном элеваторе.
Если теория винта так называется в специальной литературе, то готов перейти на эти термины
Ещё раз формулирую задачу.
Имеем: Двигатель валовой мощностью P. Обороты вала N. Рассчётная скорость V.
Найти: параметры винта - диаметр (диаметр ступицы), шаг, выбрать число и площадь лопастей. Какое при этом будет проскальзывание т.е. КПД движителя.
Провести оптимизацию по числу оборотов и параметрам винта, так чтобы КПД был максимальным.
Отредактированно Aurum (14.05.2012 19:20:31)
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530342
Имеем: Двигатель валовой мощностью P. Обороты вала N. Требуется получить скорость V.
Начну сначала. Без корпуса чистой теории не получится. Нужно в формулы добавить буксировочную мощность, а корпус может быть похож и на шифонер.
marlin написал:
Оригинальное сообщение #530348
Нужно в формулы добавить буксировочную мощность, а корпус может быть похож и на шифонер.
ОК, давайте формулы, а там разберёмся. Если будет слагаемое - обнулим, если множитель - напишем единицу
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530350
ОК, давайте формулы,
Профессор дал на прошлой неделе векторную рукописную на А4. Как раз вспомнил всё чему когда то учили. Но переснять и выложить будет возможность позже. Чужой город и чужой комп. Правда такой развернутой и на одном листе никогда не встречал. В учебниках на стопятьсот страниц разбавлено.
Месяцем раньше продал винт на траулер. Так просили ещё пересчитать. Сошлись на деньги-стулья. Я пообещал самолично винт облегчить турбинкой, если не попадет в винтовую ниже номинальной ..
marlin написал:
Профессор дал на прошлой неделе векторную рукописную на А4. Как раз вспомнил всё чему когда то учили. ...
Месяцем раньше продал винт на траулер. Так просили ещё пересчитать. Я пообещал самолично винт облегчить турбинкой, если не попадет в винтовую ниже номинальной.
О, так Вы не только теоретик, но и практик!!! .
Бум, ждать когда Вы сможете поделиться сокровенными знаниями
С шагом винта более-менее понятно: идеальный винт проходит за 1 оборот дистанцию равную шагу. С учетом скольжения, обычно принимаемую в 1 приближении - 20% - 0,8 шага за 1 оборот.
То есть зная частоту вращения винта и требуемую скорость - выбирается шаг [м]=[м/с]/[1/c]/0,8
Граничным условием диаметра винта является окружная скорость из условия отсутствия кавитации. Тут сложнее; если в конце 19 веке окружная скорость не превышала 30 м/с, то в начале 20 века она начала расти. Но при этом изменилась форма лопастей.
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530402
О, так Вы не только теоретик, но и практик!!!
Да дилетант по сути.
Хотя все расчеты винтов-мошенничество. Если по ГИМС, то мощность импорта двигателей в DIN. По ГОСТ мощность меньше. Двигатель один и тот же. График винтовой характеристики, вертикаль-мощность Ne, горизонталь-n. частота. Если в логарифмическом графике-то прямая слева вверх направо под углом 40 гр.
Это винтовая двигателя на стенде в бассейне. Если приделать корпус к винту, то ошибка неизбежна. Как правило винт будет тяжелым, или в идеале характеристики совпадут, но после месяца на воде и увеличения буксировочной мощности в результате обрастания корпуса двигатель будет перегружен и винт нужно облегчить.
адм написал:
Оригинальное сообщение #530441
То есть зная частоту вращения винта и требуемую скорость - выбирается шаг [м]=[м/с]/[1/c]/0,8
Ну да это-то понятно. Это скажем так кинематика - движущаяся геометрия
А нужна динамика! - зависимость параметров винта от действующих на него сил!
Вы берёте проскальзывание 80% - с потолка. А ведь оно также зависит от параметров винта и от прилагаемой к нему нагрузки, от упора по-сути.
Отредактированно Aurum (14.05.2012 19:13:29)
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530452
Вы берёте проскальзывание 80% - с потолка. А ведь оно также зависит от параметров винта и от прилагаемой к нему нагрузки, от упора по-сути.
Ув. Адм не с потолка берет. При V=0 скольжение единица и максимальный угол атаки при заданном шаге. Упор это проекция подъемной силы на нагнетательнуую поверхность. А подъемная сила и угол атаки максимальны при нулевой скорости. При скольжении 0 и поступи 1 упор равен нулю.
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530452
Вы берёте проскальзывание 80% - с потолка.
Нет - это рекомендуемая норма для выбора шага винта для катера.
В реальности, если параметры нагрузки выбраны правильно, оно так обычно и получается.
Если охота почитать, как это всё считается, то http://motorka.org/motory/grebnie_vinty … terov.html
marlin написал:
Оригинальное сообщение #530465
Ув. Адм не с потолка берет. ...
Давайте всё-таки формУлы, и что в них где , а то в словах что в 3-х соснах...
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530469
Давайте всё-таки формУлы
Там тааакие формулы...
Но есть расчетные методики http://www.motolodka.ru/scripts/vinttu.htm
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530469
Давайте всё-таки формУлы, и что в них где , а то в словах что в 3-х соснах...
Да формулы без картинки нуль.
На бумаге нарисуйте кусок прямой слева направо вниз. Под углом 45. Это будет винт правого вращения. От центра "лопасти" отложите вертикально вниз прямую. От центра парралельно образующей прямую. Соедините внизу горизональной прямой. На горизонтальной справа будет 20 скольжения, слева 80 поступи. Вот от точки на горизонтали 20-80 проведите вверх прямую в центр лопасти. Сразу увидите угол атаки. А дальше меняйте поступь скольжение и смотрите угол атаки. Повторюсь. При скорости 0, скольжение 100 и угол атаки лопасти макс и наоборот. При поступе 100 угол атаки 0. А дальше и вектор можно построить.
адм написал:
Оригинальное сообщение #530485
Там тааакие формулы...
Листа четыре с округлениями и допущениями. И корпус с винтом считается как корпус-винт-двигатель. Руп винта=Р букс если V=конст
адм написал:
Там тааакие формулы...
За ссылки спасибо В книге формУлы есть, а "там", пока не увидел.
адм написал:
Но есть расчетные методики
Чо там за методики, хз. Но что-то считает довольно бойко
Итак, берём такую себе лодку с двиглом 50.000 л.с. на один винт Обороты - 200 1/мин., редуктор 1/1, скорость - ясно - 30 уз = 56 км/ч. Где у нас гребной винт такой лодки? Ес-но, под днищем.
Получаем:
Диаметр: 5291 мм
Шаг: 6004 мм
Сумма D + H: 11295 мм
Дисковое отношение: 1.172
Упор: 16351 кгс
КПД: 0.693
Диаметр, шаг понятны. Зачем нам их сумма D+H? Что такое Дисковое отношение, что оно даёт? Упор - понятно, фактически конечная мощность/тяга в кгс.
КПД = 0,693 не так уж и густо.
Теперь ставим обороты 300 1/мин. - почти как в реале у ЛК ВМВ.
Диаметр: 4252 мм
Шаг: 4226 мм
Сумма D + H: 8478 мм
Дисковое отношение: 1.385
Упор: 15340 кгс
КПД: 0.650
Всё очень похоже на правду. Правда КПД падает
Делаем расчёт для эконом. скорости - 18 уз = 33,3 км/ч, 136 1/мин, 6050 л.с. (данные для Бисмарка). Получаем:
Диаметр: 4336 мм
Шаг: 5126 мм
Сумма D + H: 9463 мм
Дисковое отношение: 0.5
Упор: 34133 кгс
КПД: 0.704
Диаметр винта почти совпадает (в реале то ли 4,7 м, то ли 4,85 как у Патянина/Печукониса ).
Расстраивает только то что шаг увеличился на 22%. В реале шаг изменятся не мог. И не совсем понятно, что с упором сделалось. Он увеличился более чем в 2 раза, как это понимать? Зато КПД возрос, это харашо-о
Общий вывод просматривается - обороты хорошо бы снижать для увеличения КПД. Только от этого диаметр винта растёт, что совсем не айс. И шаг меняется, как, почему - не понятно.
Прошу комментировать, господа!
PS
В общем игрушка мне понравилась
Отредактированно Aurum (14.05.2012 23:42:19)
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530660
Расстраивает только то что шаг увеличился на 22%. В реале шаг изменятся не мог.
Шаг растет потому что в расчет подставляется максимальная скорость и обороты. Методика рассчитывает оптимум на эти режимы. Если бы на "Бисмарке" был ВРШ, то они так бы и меняли шаг в зависимости от оборотов, оптимизируя кпд.
Конечно, методика для катера и влияние корпуса у него своя.
Отредактированно адм (15.05.2012 12:47:51)
артём написал:
Отредактированно артём (Сегодня 11:47:39)
Спасибо за такой фундаментальный залив
Формулы смотрю те же самые что и в книжке от ув. адм Гребные винты для катеров + диаграммы есть. Жаль только что качество убитое почти совсем. Читается еле-еле...
Бум разбираться в меру своего скудоумия
Aurum написал:
Оригинальное сообщение #530919
Формулы смотрю те же самые что и в книжке от ув. адм
Видимо источник один:
Скорее всего он есть в интернете.
Это справочник для самодельщиков, вопросы теории освещения кратко (при этом достаточно полно). Упор делается на практические расчеты.
Отредактированно артём (15.05.2012 13:51:55)
Страниц: 1 2