romanewas napisał(a):
Czy ktoś może... wie z doświadczenia jaka by mogła być realna prędkość starego tramwaju wodnego o parametrach:
długość 16,65m
szerokość 3,95m
zanurzenie 0,6m
masa 17t
Obecnie na silniku 70kW OM 352 i dwóch śrubach ale w układzie hydraulicznym (czyli pompa hydrauliczna i dwa silniki hydrauliczne) jednostka pływa 12km/godz co wg mnie jest trochę mało biorąc pod uwagę prędkość graniczną wynikającą z oporu falowego (wychodzi prawie 10 knots).
Założyłem, że bardziej interesuje Ciebie informacja o sprawności napędu Twojej motorówki niż ewentualny program obliczeniowy, więc kilka słów na temat obecnego napędu:
Dane wejściowe (przeliczyłem dla potrzeb praktycznych z miar metrycznych na imperialne):
Długość KLW 16.7 m - 55 ft,
Szerokość KLW - 3.95m - 12.9 ft,
Zanurzenie kadłuba T - 0.60 m - 2.0 ft
Średni wypór D - ok. 21 m3 - 46 000 LB,
Przyjęta wartość SL (współczynnik prędkość/długość) - 1.3
Obliczeniowa prędkość lodzi dla KLW 55 ft:
1.3 x √ 55 = 7.41 kn = 13.73 km/h.
Dla orientacyjnego określenia mocy napędu niezbędnego dla pływania wypornościowego przyjąłem współczynnik SL = 1.3
Przekraczanie tego współczynnika powyżej 1.3 jest w przypadku lodzi wypornościowych niecelowe ani nieopłacalne, ponieważ jest to już ten obszar prędkości, gdzie opory falowe gwałtownie rosną, a pokonanie tej bariery wymaga nieproporcjonalnie dużego nakładu mocy.
Jako podstawy wstępnego oszacowania potrzebnej mocy napędu użyłem nomogramu D/V z książki
Propeller Handbook Dave Gerr'a.
Dla łódki o masie 46000 LB i obciążeniu mocy ok. 500 LB/HP, niezbędna minimalna moc na śrubie wynosiłaby ok.
46000 : 500 = 92 HP.
Obecny napęd rozwija moc 70 KW, czyli ok. 95 KM, a łódka osiąga 12 km/h, to jest ok. 6.5 kn, czyli nieco mniej niż oszacowane 13.7 km/h.
Zrozumienie różnicy osiągów jest proste, bo wskaźnikowa moc napędu dotyczy nie mocy silnika, ale mocy na śrubie/śrubach.
Silnik diesla pracuje optymalnie przy wykorzystaniu 80 - 90% mocy maksymalnej a każde urządzenie pomiędzy silnikiem a śrubą powoduje pewne straty mocy, zależne od sprawności.
Pomiędzy silnikiem a śrubą mamy: hydrostatyczną przekładnię hydrauliczną, silnik hydrauliczny, wał śrubowy i śrubę napędową.
Jeżeli przyjąć teoretycznie sprawność przekładni około 90 % oraz sprawność 55% dla układu wał-śruba, to moc Ns (na śrubie) wynosi:
Ns = 95 x 0.85 x 0.90 x 0.55 = 39.9 HP.
Jest to za mało jak na łódź o takiej masie, zobaczmy więc jaka moc napędu jest potrzebna do osiągniecia prędkości 10 kn, czyli ok. 20 km/h.
SL = 10 : √ 55 = 1.349.
Jak wspomniałem wyżej, współczynnik SL ponad 1.3 jest dla takich łodzi nieco wygórowany, ale zobaczmy jakie to powoduje konsekwencje użytkowe:
Dla obciążenia mocy przy SL = 1.35 przyjąłem 400 LB na HP, z czego wynika że moc na śrubie/śrubach powinna wynosić:
Ns = 46000 : 400 = ok. 110 HP.
Obciążenie mocy silnika - 85%, założona orientacyjna sprawność przekładni - 80%, sprawność układu wał-śruba - 55%, zatem niezbędna moc silnika/silników wynosi:
Ne = 110 x 1.17 x 1.25 x 1.8 = 289 HP.
Przedstawione wielkości są przybliżone a założone sprawności szacunkowe, nie mniej jednak mamy ogólny pogląd na temat rzędu wielkości zapotrzebowania mocy dla dwudziestotonowej łodzi, rozwijającej prędkość około 18- 20 km/h - w tym przypadku są to dwa silniki po ok. 150 Km każdy.
Sprawdzając, w równie przybliżony sposób, dobór śrub napędowych, dochodzimy do wniosku, ze przy założonych rezerwach łódź byłaby zdolna do rozwinięcia chwilowej prędkości przekraczającej omawiane 10 kn., ale należy pamiętać, że wszystkie te dane mają charakter orientacyjny.
________________________________
Pozdrawiam
tomasz