izračun hitrosti po koraku propelerja in ostalem

[cibro]

Tole sem našel na nekem hr portalu upam da večina razume hrvaško. Kaj mi lahko kdo pove ali to v praksi drži? Če vneseš vozle in poznaš pitch in prestavno razmerje izračunaš obrate? To verjetno ne gre?
Brzina glisera(izračunavanje),Propeleri, Froude-ov broj
Pozdrav. Kako bi pomogao članovima ovog foruma(onim neiskusnima u plovidbi) da što bolje razumiju plovidbu glisera, napravio sam ovaj mali vodić kroz (zasad) ove 3 teme:-)

1.Izračunavanje brzine glisera

2.Propeleri(vrste i princip rada)

3.Froudeov* broj- vrsta plovidbe/glisiranja

*Ne Freudov, da ne bi bilo zabune:-)

1. E pa ovako.... Za izračunati brzinu GLISERA(za brodove koji plove po Arhimedovom zakonu i one koji semi-glisiraju ova formula NE vrijedi), potrebno je 3 podatka o vašem plovilu i kalkulator. Ta tri podatka su:

1.Broj okretaja

2.Prijenosni omjer

3.Korak propelera u Inčima(nalazi se na propeleru)

Formula glasi:

Broj okretaja / prijenosni omjer...

Dobiveni broj X Korak propelera u Inčima= brzina broda u Nm(Čvorovima)

Formula je jednostavna, samo treba imati na umu par stvari...

A. broj okretaja se mora upisati u tisućama. Npr. broj okretaja je 6200 okr/min , prijenosni omjer je 2.27 i korak je 13' (za one koji ne znaju- znakom ' se označava duljina u inčima). Za te podatke račun bi trebao ići ovako:

6.2 / 2.27 =2,731278

2,731278 X 13= 35.506614 (nešto više od 35 čvorova)

Svaki motor ima drukčije podatke, a sve možete naći u uputstvima(osim naravno broja okretaja koji očitavate sa instrumenta za vrijeme vožnje)

Formula je relativno jednostavna

B. NIJEDNA formula za bilo kakvu veličinu nije 100% točna... Kod ove formule odstupanje je DIREKTNO vezano za Froudeov broj koji ću kasnije objasniti... ugl- što je Froudeov broj veći, odstupanje je manje

C. Ne upisujte uvijek max. broj okretaja... Ako želite dobiti brzinu svog glisera pod opterećenjem, prvo očitajte broj okretaja u vožnji i zatim izračunajte...

D. Nisu baš svi gliseri "gliseri"... Ukoliko ste kupili brodicu tipa Kalafurije ili nešto slično i čini vam se da glisirate, to vrlo vjerojatno nije točno... Više će biti objašnjeno pod "Froudeov broj"

2. Propeleri

A. Klasični propeleri

Mnogi toga nisu svjesni, ali korištenje krivog propelera može dovesti do ozbiljnih oštećenja... Kod premalog koraka propelera, opterećenje pada i motor vrlo brzo skače do max. broja okretaja. Kod prevelikog koraka propelera, opterećenje se drastično povećava,motor se na manjim brzinama užasno muči,neekonomičan je i teže izglisirava... Ni premalo ni previše opterećenja nije dobro. I kod jednog i kod drugog dolazi do oštećenja,pregrijavanja i povećane potrošnje motora. U uputstvima je navedeno područje "max. broja okretaja". Tojest- broj okretaja koji bi trebao postići na 100% gasa. npr- moj suzuki df40 ima područje od 5800-6200. Ukoliko padne ispod 5800 okr/min znači da je preopterećen i potreban je propeler sa manjim korakom.

Standardni propeleri su najbolji za neiskusne. Motor solidno radi sa njima, ali je dobro odvojiti vremena i malo istraživati... 100-200 € za 2 propelera(jedan kraćeg koraka a drugi dužeg) može vam kroz više sezona uštediti mnogo vremena, novca i živaca.

B. Ventilirajući propeleri

Ventilirajući propeleri se koriste na vrlo brzim gliserima (trkaći sa vanbrodskim motorima). Rade tako da od mora i zraka naprave mješavinu u kojoj se lakše vrte i tako postižu veći broj okretaja. Prepoznati ćete ih po tome što su im krila paralelna sa nogom motora. Oni su zbog tog oštrog kuta puno širi/viši tako da kod supra-glisiranja(vezano uz Froudeov broj) hvataju zrak i rade već spomenutu mješavinu.

Postoji još jedna verzija- kada su na propeler među krila postavljene rupice za ispuh... to se koristi u komercijalnoj prodaji(Johnson je prvi izbacio takav propeler u prodaju).Ali preformanse takvog propelera nisu ni slične pravom ventilitrajućem propeleru. Naime- Ventilirajući propeler koristi brzinu(opet vezano uz Froudeov broj) za određivanje omjera mješavine zraka i vode/mora što im omogućuje da uvijek lako dolaze do željene brzine,a kod ovoga je zrak(u ovom slučaju-ispušni plinovi) uvijek konstantan tako da npr. kod izglisiravanja propeler poprilično klizi i gubi na snazi, i ne funkcionira pri velikim brzinama ako propeler počne loviti zrak(mješavina je prebogata zrakom pa se opet javlja klizanje)

C. Hiperkavitirajući propeleri

Prije nego što objasnim hiperkavitirajuće propelere, želio bi da utvrdite gradivo... Propeler funkcionira tako da pred sobom stvara podtlak koji ga vuče naprijed.
Hiperkavitirajući propeleri staraju tlak IZA sebe(odguruju se od vode)... Klasični propeleri imaju normalna krila, iste debljine, različitog nagiba itd. Hiperkavitirajući propeleri nisu uopće nagnuti, nemaju zakrivljena krila, korak im je jaaaaaaaako malen,max. broj okretaja im je velik i prijenosni omjer im je jako malen. Najvažnije je da im debljina krila nije ista na početku oštrice i na kraju. Na početku je tanka i onda se počinje širiti tako da dobiva oblik klina. Upravo na tom dijelu se stvara tlak koji "odguruje" propeler od vode(kao kad gurate klin između 2 tijela). Javljaju se kavitacije na tom dijelu propelera(zapravo se te kavitacije javljaju malo dalje od propelera). Ali događa se da se te kavitacije jave na samom propeleru nakon čega slijedi minijaturna IMplozija što uzrokuje oštećenja na propeleru(Otkida se boja i deformira se površina). Ovakvi propeleri se koriste na najbržim gliserima(trkaći katamarani i slično) jer su vrlo kratkog trajanja(nogu se koristiti samo nekoliko puta nakon čega dolazi do ozbiljnog pada preformansi).


3. Froudeov broj

Froudeov broj je važan za određivanje vrste plovidbe i pogreške kod izračuna brzine broda(ako se računa po propeleru). Froudeov broj se izračunava pomoću formule :

[attach]1868[/attach]

d- uzgon

g- konstanta(9.81)

V- brzina brodice u metrima po sekundi

Ovo su vrste plovidbe po Froude-ovom zakonu

Fr < 1 -Plovidba po Arhimedovom zakonu(deplasmanski brodovi). Brodovi koji su predviđeni za ovakvu plovidbu NEmogu izglisirati ni doći u semiglisiranje

1 < Fr < 2 - Prelazak iz plovidbe po Arhimedovom zakonu u Semi-glisiranje(prijelaz iz plovidbe po arhimedovom zakonu u glisiranje- izglisiravanje). Iza brodice se pojavljuje val kao kod glisiranja, ali brodica se ne podiže na val i ne glisira. Primjere - Kalafurija iliti brodica Lučkih kapetanija

2 < Fr < 3 -Glisiranje. Podizanje brodice(ili u ovom slučaju- glisera na val i drastično smanjenje otpora te povećanje brzine)

3 < Fr - Supraglisiranje(glisiranje pri tolikim brzinama uzrokuje podizanje trupa do te mjere da u vodi ostaje samo mali krmeni dio i propeler. Ovaj tip plovidbe postiže malen broj komercijalnih plovila. Više zbog mase nego zbog brzine. Ovakav tip plovidbe/glisiranja možete vidjeti na utrkama katamarana i nekad na utrkama glisera sa vanbrodskim motorima. Razlog tome je što se kod tih brzina propeler podiže i u večini slučajeva lovi zrak što u komercijalnoj upotrebi nije dobro. Ali upravo na taj način rade ventilirajući propeleri- hvataju zrak za postizanje većih brzina. Hiperkavitirajući propeleri trebaju vrlo malen otpor da bi dobro radili. Upravo zato su predviđeni za ovakav tip plovidbe- malen otpor a velika brzina. Ne hvataju zrak pri takvoj plovidbi jer se za takve propelere koriste dulje osovine( propeler MORA biti u moru cijelo vrijeme). Motori za takve propelere imaju omjer 1:1(ili negdje u blizini) tako da se ti propeleri rade sa vrlo malim korakom.

[pale]

ne vem kaj te pri tej zgodbi zanima,lahko pa ti povem da so ti izračuni za vsako plovilo različni v danih oogojih (vreme ,teža,št.prisotnih itd.

[cibro]

Brezveze neki. Admin daj prosim to zbriši če lahko.
LP, G

[admin]

Zbrišem? Zakaj? Saj je nekako OK, vsaj kar sem na brzino preletel, nisem pa prebral vsega, res ne utegnem...
Glede izračuna hitrosti plovila glede na propeler pa ti lahko rečem na kratko, da zanemariš vse velike in strašne formule in se oprimeš osnovne fizike. Ta za glisersko dno povsem zadošča. Napaka je zelo majhna, 100% točno pa se na papirju v nobenem primeru ne da izračunati. Optimalni propeler se lahko določi le impirično (iskustveno) oziroma s poiskušanjem...

Vrtljaji propelerja:

n = n1 / i

pri tem je:
n1 = vrtljaji motorja
i = prestavno razmerje

Teoretična hitrost barke v km/h:

v1 = n * P * 25,4 * 60 /1000000

pri tem je:

n = vrtljaji propelerja [vrt/min]
P = korak propelerja [cola ali inch]
25,4 = pretvorba iz col v milimetre
60 = pretvorba minut v ure
1000000 = milimetri v kilometre

Hitrost v km/h pretvoriš v vozle:

v2 = v1 / 1,852

Vse to je teoretično, na koncu pa preko vsega čez prst udariš izkoristek nekje 87 do 92 % in je to to...
Se pravi hitrost barke v vozlih:

v = v2 * 0.9


Ni natančno v piko, tudi kakšen inženir strojnišva, ki je v Zagrebu končal brodogradnjo bi se začudil, vendar za rekreativne gliserje dolge od 4m pa do kakšnih 15 m, je to povsem dovolj natančno...

LP

[cibro]

Ok potem pa pusti, jaz sem samo računal nazaj po formuli ker sem imel dano končno hitrost pa pitch in prestavno razmerje in prišel do nekih obratov(3300) kar sem mi ne zdi realno. Bo treba kar obratomer nabavit. Če lahko vprašam tukaj: Kje se dobi kakšen poceni za 2t mašine?
LP,G

[admin]

Preračunaj po mojih enostavnih formulah, pa boš videl, da je točno to, kot v praksi. Pri tistem zgoraj pa moraš vedeti marsikaj, kar o tvojem trupu ne veš in zato večinoma ustreliš mimo...

LP

[cibro]

OK, hvala,
LP

[cibro]

Ja po teh podatkih sem izračunal obrate na 2133 če upoštevam še faktor 0.87 pa 2452. Lahko preveriš? Dani so vozli = 20, pitch = 12,4 in prestavno razmerje=1.92
LP,g

[admin]

Nekje si ga užgal pri računanju...

Lepo po vrsti od zadnjega konca po mojih formulah.

Teoretična hitrost brez izkoristka:

v2 = v / 0,87 = 20 / 0,87 = 23 KN (vozlov)

Izračunamo teoretično hitrost v km/h:

v1 = v2 *1,852 = 23 * 1,852 = 42,6 km/h

Iz tiste strašne formule izrazimo število vrtljajev gredi propelerja n:

n = (v1 * 1000000) / (P * 25,4 * 60)
n = (42,6 * 1000000) / (12,4*25,4*60)
n = 42600000 / 18897,6
n = 2254 vrt/min

In na koncu upoštevamo še prestavo menjalnika, s katero dobimo vrtljaje motorja n1:

n1 = n * i = 2254 * 1,92 = 4.328 vrt/min

Takole nekako...
LP

[atilone]

Admin zdravo.
Še jaz bi prosil za pomoč pri izračunu teoretične hitrosti in če je priložena elisa primerna za mojo barko.
Na propelerju se da prebrat naslednje V 15 X 13 , na koncu pa nič več , mogoče bi še bil na koncu A , ampak ni sigurno.
Menjalnik ima prenosno razmerje 1,91:1 .
Motor moči, tu imam dva podatka: 75 KS pri 4500 o/min.
51 KS pri 3000 o/min.
Seveda sem sam poizkušal po tvoji formuli, ampak ne bi mi šlo pri uporabe katerekoli druge. Tukaj sem popolnoma v temi, pa niti male baterijice nimam pri roki.
Če boš imel kaj časa, se priporočam. Hvala.
LP

[cibro]

Po teh formulah , če želim priti do 5700 obratov(max za motor je 5800) in bi želel doseči hitrost npr 37 vozlov moram dati gor propeler pitch 15.Ampak rekli pa smo pri debati o propelerjih da če želiš priti v višje število obratov mora biti pitch nižji. Sedaj pa imam 12,4 obrate pa na 4328.Ne omogoča ta propeler motorju v višje obrate? V čem je finta?
LP, G

[admin]

Cibro, ne vem kaj bi rad ampak končne hitrosti se ne moreš kar "izmisliti", vzeti pravi propeler in bo toliko šlo... Imaš problem, da se strvari lotevaš z napačne strani.
Še enkrat:
Manjši propeler - višji vrtljaji
Večji propeler - nižji vrtljaji

Vhodni podatek za izračun hitrosti je:
1. vrtljaji motorja (izmerjeni)!!!!!!!
2. prestavno razmerje
3. korak propelerja

Me zanima, kje si ti sedaj določil 37 KN končne hitrosti???

Glede na izračun imaš še sedaj (12,4" korak) prevelik korak propelerja.

Vsi ostali izračuni so brez veze, saj potem potrebuješ nekaj strani formul, diplomo iz strojništva, smer brodogradnja, pa še to moraš biti odličen poznavalec, da lahko preračunaš optimalen propeler. Tisti, ki to znajo (res znajo) odlično služijo, je pa izračun propelerja ZELO dolgotrajen postopek, tudi MKE (metoda končnih elementov) je zraven...
Vse to se NIKOLI ne uporablja za naše barke, se pa optimizacije delajo na velikih trgovskih ladjah, kjer je prihranek goriva občuten.

LP

[Pozejdon]

cibro v šali ti rečem in ne narobe razumeti!

Nabavi si formulo pa močno drži volan, mogoče tudi z zobmi za boljši občutek. Mislim da boš računal le kako se boš ustavil ...

Jaz osebno uživam v plovbi takšni kot mi dopušča čoln in njegov motor. Nikoli ne gledam na čas. Bistvo je užitek in da pridem tja kamor si želim in kamor se namenim.

Pa brez zamere

[cibro]

Za admina:hvala za potrpezljivost in informacije,ne bom vec gnjavil s tem. Za pozejdona:nic ne zamerim,ce bi imel viska $ bi nabavu.Sicer se tudi meni ne mudi le glupo se mi zdi da sem imel prej 25 hp zdaj pa 40 pa da ce hocem vsake tolk stisnt gas gre isto kot prej morda vozel hitreje.No motor je desetletje novejsi,tisji in lepo prede sam kdaj pa kdaj pa na odprtem das mal vec gasa a ne. Recmo da skocis iz zaliva po pirck k ga je zmankal al pa kaj drugega;)

[admin]

Cibro, če gre s tem motorjem sedaj enako kot prej, potem je nekje problem:
1. Lahko da je bil prejšnji motor predelan in je imel več konjev
2. Problemi v novem motorju, lahko je karkoli od goriva, svečk, elektrike, kompresije, nastavitev...
3. Poškodovan propeler. Že manjše poškodbe bistveno poslabšajo izkoristek...
4. Napačen korak propelerja

LP