تاریخ: جمعه 1398/04/28 3:26 PM
جستجوهای اخیر شما:
جستجوی پیشرفته

معماری کشتی-پروانه-10 فاکتوری که برای طراحی یک پروانه کشتی کارآمد باید در نظر داشت

معماری کشتی-پروانه-10 فاکتوری که برای طراحی یک پروانه کشتی کارآمد باید در نظر داشت

 

 

طی سالها تحقیق و توسعه قابل توجهی در زمینه طراحی پروانه برای حصول اطمینان از ایمنی محموله ها، مسافرین، و کارکنان شناور انجام شده است. در این حین با افزایش راندمان در هزینه های زیادی نیز صرفه جویی شده است.

سیستمهای پیشرا نش شناورهای سطحی و همینطور وسایل زیر سطحی طی سالهای زیادی از مکانیزم پیشرانه استانداردی پیروی کرده اند.پروانه ها بایستی بگونه ای طراحی شوند که نویز و ارتعاشات کاهش یافته و نهایتاً پاییین ترین سطح کاویتاسیون ممکن را برای دستیابی به را ندمان پروانه داشته باشند.تغییراتی که در اساس هندسه پروانه صورت میگیرد هیچ تغییری در شیوه ای که ما عملکرد پروانه را مشخص و تحلیل میکنیم ایجاد نمیکند.

اساساً،یک طراحی پروانه طبق یکی از دو روش زیر انجام می پذیرد:

اول، بر اساس نتایج حاصله از آزمایشهای آب-باز که بر روی یک سری از پروانه های مدل انجام میگیرد. پروانه های مختلف آزمایش شده پراامترهای متنوعی مانند تعداد تیغه، مساحت تیغه، نسبت گام و غیره داشتند. بر اساس این نتایج و نیازمندیهای شناور، پارامترها میتوانند برای بدست آمدن یک طرح مناسب انتخاب شود.

روش دوم هم شامل اجام همان روش و اطول اول میشود که اشاره شد.این شامل یافتن طول کورد ، شکل مقطع ، گام و غیره و سپس پیدا کردن گشتاور، تراست یا جلو برندگی و کارآمدی می شود.این روش برای پروانه هایی اعمال می شود که مشخصه هایی غیر از پروانه هایی که بطور معمول طراحی میشوند را طلب میکنند مانند پروانه هایی که باید در ویک پترن (Wake Pattern) غیر یکنواخت کار کنند یا آنهایی که در معرض کاویتاسیون قرار میگیرند.

معیار های طراحی برای طراحی پروانه بسان شرایط مرزی عمل می کند.برای طراحی یک پروانه بسیار کارآمد بایستی فاکتورهای گوناگونی را طی طراحی آن مد نظر قرار داد.فاکتورهای زیر موارد هستند که برای بهبود کارآمدی پروانه به ما کمک میکنند:

1-قطر پروانه: مشاهده شده است که سرعت شفت و قطر پروانه رابطه بسیار نزدیکی با یکدیگر دارند.یک شفت سرعت پایین، با یک قطر مشخص، از دیدگاه کارآمدی بسیار سودمند نشان داده شده است.از طرف دیگر باعث میشود که گشتاور شفت زیاد و نتیجتاً، شفت و جعبه دنده بزرگی را طلب کند. بنابراین، برای حصول اطمینان از صحت عملکرد بایستی نقطه تعادلی در حین طراحی پروانه یافت شود.

بطور کلی، راندمان پیش برندگی با نصب پروانه های با قطر زیاد میتواند افزایش یابد. از طرفی، این قطر در پاشنه شناور توسط آبخور شناور محدود می شود. می بینیم که برای بدست آمدن این بالانس، یک بهینه سازی مناسبی در طراحی پروانه ها نیاز است.

2- RPM: انتخاب تعداد دور مناسب برای یک شناور نقش تعیین کننده ای را در طراحی پروانه ایفا میکند. سرعت زاویه ای انتخاب شده برا شناور بایستی با فرکانس رونانس شفت، بدنه و دیگر ماشین آلات پیشرانش تفاوت داشده باشد. اغلب دیده شده است که طراحی با دور پایین راندمان جلو برندگی را 10 تا 15 درصد افزایش داده است.

3-تعداد تیغه ها: تعداد تیغه های انتخاب شده بر رو نیروهای متغیر اعمال شده بر آنها تاثیر میگذارد. از نظر راندمان، راندمان آب باز با افزایش تعداد تیغه ها افزایش پیدا میکند.

4- هندسه تیغه ها: مسلماً، هندسه تیغه نقش بسیار مهمی در کارآمدی پیش برنده ایفا میکند.تحقیقات و آزمایشات بر روی پروانه ها با مساحت تیغه های گوناگون نشان داده است که با کاهش مساحت تیغه راندمان افزایش پیدا میکند.این بدلیل افزایش درگ اصطکاکی با افزایش مساحت تیغه میباشد.

5-زاویه حمله و ضخامت تیغه: طراحی زاویه حمله (Angle of attack) پروانه و ضخامت مربوطه به لیفت طرح بستگی دارد ،که توسط معمار کشتی تعیین میگردد.اگر زاویه حمله بزرگتری در نظر گرفته شود، مقطع طرح کمتر در معرض کاویتاسوین وجه فشار پروانه قرار گرفته و این کاویتاسوین در بخش مکش آن بیشتر میشود. این پدیده زمانی که زاویه حمله کم شود برعکس خواهد بود.

6-نسبت گام به قطر: برای بدست آوردن بهترین راندمان پیشرانش برای یک پروانه مشخص، یک نسبت گام به قطر بهینه ای بایستی بدست آید که مجددا به نرخ دور طرح پروانه مربوط میشود.

جدای از تغییرات معمولی که برای بدست آوردن راندمان بالاتر در پارامترهای پروانه ایجاد میشود،اجزای خارجی مشخصی وجود دارند که باعث بهبود جریان در اطراف پروانه و درنتیجه بهبود راندمان پیشرانش میشود.که بقرار زیرند:

7- تونلهای پاشنه: این وسایل کمک میکنند که اثر wake peak برای کشتی هایی که پاشنه V شکل دارند کمتر شده و در نتیجه اثرات ارتعاشات کاهش یابد.این تونلها از متعلقات افقی بدنه هستند که در بالای پروانه قرار میگیرند که آب را برای اطمینان از جریان یکنواخت ذر پروانه به سمت گروانه هدایت میکند.

8- داکتهای Schneekluth: این متعلقات جریان را بسمت قسمت بالایی دیسک پروانه هدایت میکند که باعث متعادل شدن ویک و بهبود کارامدی بدنه میشود. همچنین این داکت ها میتوانند به شتاب دهی جریان بوسیله مقاطع ایرفویل شکل کمک کنند که این کار با ایجاد ناحیه کم فشار در مقابل داکت صورت میگیرد که طی طراحی بدست می آید.

9- Grouches Spoilers: کاربرد آنها جهت دهی افقی جریان به سمت پروانه است که برای جلو گیری از تشکیل گردابه های کیل در شناورهای با پاشنه U شکل و تک پروانه طراحی می شوند.

10- سیستم توپی سکان: این سیستم باعث کاهش کاویتاسوین و افزایش کارآمدی کل در مجموعه پروانه نی شود.

 



 

پایان#

مقاله های مرتبط: 

  •   

 

نظرات کاربران (۰ نظر)

فرم ارسال نظر

* کاراکترهایی را که در تصویر می بینید در کادر پایین وارد کنید:
 

عضویت در خبرنامه :
عضو خبرنامه ما شوید و پیشنهادات استثنائی دریافت نمایید.