BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHÂN VỊT

Toàn bộ công việc tính toán đặc tính thủy động lực chân vịt nhằm đưa đến chọn chân vịt thỏa mãn những yêu cầu khai thác với kích thước hình học thỏa đáng, tiêu phí năng lượng ít nhất. Trong thực tế tồn tại hai bài toán trong thiết kế chân vịt. Bài toán thứ nhất đã đề cập, chọn chân vịt có đặc trưng hình học nhất định, đảm bảo sử dụng với hiệu suất cao nhất năng lượng được máy chính cấp, đẩy tàu đi nhanh nhất hoặc tạo lực đẩy lớn nhất tại vận tốc khai thác...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHÂN VỊTBAØI TOAÙN THIEÁT KEÁ CHAÂN VÒT Toaøn boä coâng vieäc tính toaùn ñaëc tính thuûy ñoäng löïc chaân vòt nhaèm ñöa ñeán choïnchaân vòt thoûa maõn nhöõng yeâu caàu khai thaùc vôùi kích thöôùc hình hoïc thoûa ñaùng, tieâuphí naêng löôïng ít nhaát. Trong thöïc teá toàn taïi hai baøi toaùn trong thieát keá chaân vòt. Baøi toaùn thöù nhaát ñaõ ñeà caäp, choïn chaân vòt coù ñaëc tröng hình hoïc nhaát ñònh,ñaûm baûo söû duïng vôùi hieäu suaát cao nhaát naêng löôïng ñöôïc maùy chính caáp, ñaåy taøu ñinhanh nhaát hoaëc taïo löïc ñaåy lôùn nhaát taïi vaän toác khai thaùc cuûa taøu. Thöïc chaát ñaây laøbaøi toaùn tính vaø kieåm nghieäm chaân vòt maãu ñaõ qua thöû nghieäm, trong ñoù caáu hìnhchaân vòt ñaõ xaùc ñònh, ñaëc tính thuûy ñoäng löïc caùnh ñaõ roõ raøng. Caùch thieát keá naøy ñangñöôïc duøng trong taát caû caùc phoøng thieát keá. Phaàn coøn laïi cuûa taøi lieäu naøy ñeà caäp ñeà taøithieát keá theo höôùng naøy. Trong caùc phaàn ñaõ trình baøy treân coù theå thaáy coâng thöùc tính caùc ñaëc tính thuûyñoäng, döïa haún vaøo nhöõng moâ hình strip theory hoaëc caû moâ hình lyù thuyeát doøng xoaùycho pheùp ngöôøi thieát keá nhanh choùng xaùc ñònh löïc ñaåy, momen quay vaø hieäu suaátchaân vòt. Moät trong trong nhöõng caùch tính coù theå toùm taét nhö sau, döïa vaøo caùc daãngiaûi ñaõ trình baøy treân. 2 dTi = 4πrρ Vp a(1 + a) ξΓ .dr 1 dTi = Z ⋅ ρ ⋅ Vi2 . CL. cosβibdr; 2 w Vp + a V (1 + a ) Vi = 2 = p sin βi sin βi Quan heä giöõa hieäu suaát vaø caùc löïc: a Z⋅ b C ⋅ cos βi = ⋅ L 1 + a 8π ⋅ r ⋅ ξΓ sin 2 βi 3 1vaø: dQi = 4πρVpω(1 + a) a1ξΓr dr = Z ⋅ ρ ⋅ Vi2 . CL.sinβib.r.dr, 2 r ⋅ ω(1 + a1 ) Vi = cos βi a1 Z ⋅ b ⋅ CL = ⋅ 1 + tg 2βi 1 − a1 8π ⋅ r ⋅ ξΓtrong caùc coâng thöùc treân tgβi tính theo coâng thöùc: w Vp + a tgβi = 2 wt ω⋅ r − 2 Thöù töï tính theo moâ hình naøy ñöôïc minh hoïa trong chöông 7. Baøi toaùn thöù hai nhaèm xaùc ñònh caùc ñaëc tính thuûy ñoäng löïc chaân vòt toái öu. Tuybaøi toaùn ñöôïc chuù yù töø raát sôùm song lôøi giaûi oån ñònh cho noù ñang laø vaán ñeà thôøi söï.Cô sôû lyù thuyeát ñeå xöû lyù baøi toaùn naøy laø lyù thuyeát xoaùy, bao goàm moâ hình ñöôøng xoaùytuyeán tính, xoaùy beà maët vaø taám xoaùy. Ngöôïc vôùi baøi toaùn ñaàu, trong baøi toaùn thöù hainaøy caàn tieán haønh caùc thuû tuïc nhaèm xaùc ñònh kích thöôùc hình hoïc chính cuûa chaân vòttoái öu, thoâng thöôøng ñöôøng kính cuûa chaân vòt toái öu naøy vaø voøng quay chaân vòt khilaøm vieäc ñaõ ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch thoâng duïng, khoâng naèm trong phaïm vi lyù thuyeátdoøng xoaùy. Nhöõng thoâng soá caàn tìm thöôøng laø tæ leä dieän tích maët ñóa, phaân boá chieàuroäng caùnh töø cuû ñeán meùp, phaân boá chieàu daày caùnh, daïng profil caùnh vaø soá caùnh chaânvòt. Theo ñuùng nghóa ñaây laø baøi toaùn thuaän trong thieát keá chaân vòt. Thöù töï thieát keá coù theå nhö sau. Döïa vaøo lyù thuyeát doøng xoaùy, theo ñoù caùnh ñöôïcmoâ hình baèng heä thoáng xoaùy töông thích, phaân boá chieàu daày caùnh ñöôïc moâ hình döôùidaïng phaân boá caùc ñieåm nguoàn (aâm vaø döông) doïc cung caùnh, döïa vaøo phaân boá löïc taïicaùc baùn kính, xaùc ñònh hieäu suaát taïi töøng baùn kính, phuï thuoäc vaøo heä soá toác ñoä tieánJ/π vaø heä soá chòu taûi. Hieäu suaát chaân vòt toái öu phaûi laø giaù trò cao nhaát trong ñieàukieän thöïc teá. Böôùc tieáp theo tính choïn ñaëc tính hình hoïc nhaèm traùnh cho chaân vòt bòsuûi boït, giaûm thieåu ñeán möùc coù theå hieän töôïng xaâm thöïc caùnh vaø cuû. Caùch giaûi quyeátthoâng thöôøng laø choïn kích thöôùc böôùc xoaén thích hôïp nhaèm traùnh va ñaäp phaàn töûcaùnh vôùi doøng tôùi cuûa nöôùc. Maët khaùc ...