Kysymys:
Tuottaako tämä vesisuihkun käyttövoimajärjestelmän suunnittelu työntövoimaa eteenpäin?
user18610
2018-12-29 11:41:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen kiinnostunut rakentamaan hyvin yksinkertaisen vesisuihkun propulsiojärjestelmän leluveneelle. Ennen kuin rakennan sen, haluaisin käsitteellisestä näkökulmasta tietää, tuottaako tämä vesisuihkun käyttövoimajärjestelmän rakenne todella työntövoimaa.

Katso tämän vesisuihkusuunnittelun alla olevaa käsitteellistä piirustusta. Tämä piirros näyttää ylhäältä alas näkymän leikkiveneestä.

Upotettu moottori-potkuri vetää vettä leikkiveneen perästä tulevaan putkiosaan ja pakottaa samalla vettä ulos putkiosan palaa takaisin veneen perään. Voiman, jonka pitäisi kulkea leluveneellä eteenpäin, tulisi tulla putken kahden 90 asteen kyynärpääosan sisäseiniä vasten työntyvän veden dynaamisesta paineesta. Tuottaako tämä vesisuihkun muotoilu työntövoimaa odotetulla tavalla?

Vaikka tiedän, että perinteinen vesisuihkujärjestelmä olisi ihanteellisempi asia rakentaa, olen hyvin kiinnostunut selvittämään, tuleeko vene voidaan käyttää vain putken sisällä syntyvillä dynaamisilla paineilla.

enter image description here

Kun epäkeskeinen ulospäin suuntautuva voima on veneen oikealla takana, vene liikkuu mahdollisesti pyöreässä suunnassa vasemmalle.
@ Fred, se on mielenkiintoista. Saanen miettimään, jos leikkiveneen peräsin oli kiinnitetty vaikeasti oikealta puolelle, johtaisiko tämä siihen, että leluvene kuljettaisi eteenpäin / suoraan?
Muuta muotoilua ja anna ulostulona kolmas keskiputki .. kahden olemassa olevan putken sisääntulona imunopeudet pienenevät ...
@PhilSweet mihin kahdesta vastauksesta viittaat?
Kirjoita @PhilSweet, kirjoita toinen kommenttisi uudelleen vastaukseksi, joka lajittelee sen.
Kolme vastused:
kamran
2018-12-29 14:24:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ei, se vain loisi momenttiparin ja pyörittäisi venettä vastapäivään.

Oletetaan, että pienen potkurin lähtövoimakkuus on q grammaa / s ja tuloputken ja poistoaukon välinen etäisyys on 5 cm .

Putken kummankin pään työntövoima ja imu. $$ F = ρ q (v2 - v1) $$ sanovat, että veden tiheys on = 1 ja V1 on alun perin nolla yksinkertaisuuden vuoksi, vaikka se ei vaikuttaisi lopputulokseen kumpaankaan suuntaan.

$ F = qV2 \ ja \ V2 = q / a \: a \ on \ putken \ ala $

Ja sinulla on vääntömomentti, $ T = 5 * q ^ 2 / a . $ ,

vastapäivään \ suunta

Tämä kääntää veneen paikalleen.

Muokkaa

Muutaman kommentin jälkeen lisäsin hieman tarkempaa tietoa:

OP: n luonnoksessa on 6 laskettua solmua tai mutkaa. Huomaa, että analysoimme luonnoksen sellaisenaan emmekä tee mitään muutoksia tai suosituksia.

Sisäänkäynti- ja poistumismomentit ja työntövoimat on tehty yllä ja pysyvät samana, mukaan lukien niiden aiheuttama vääntömomentti.

kutsutaan neljä mutkaa vasemmalta oikealle c1, c2, c3, c4. nämä kulmat kokevat reaktiovoiman $ \ F = ρ q (v2 - v1) = ρ q (v1sin (45) - v1) + ρ q (v1 cos (45) - v1) $

Ja jos heijastamme nämä kaksi vektorikomponenttia x- ja y-akselille C1: ssä, meillä on $$ \ F_ {c1} = q ^ 2 / a $$

ja sen suunta on 135 astetta kohdassa c1. Ja sen reaktio työntää veneen takaisin 135 astetta ulospäin.

Pisteellä c2 päädymme samalla reaktiolla kuin Fc1 ja samat 135 astetta.

Kohdassa c3 meillä on sama reaktio, mutta työntämällä alusta 45 dgrees.

Kohdassa c4 meillä on sama reaktio työntämällä vene uudelleen ulos 45 astetta.

Näiden vektorien vaakakomponentit poistuvat ja pystysuorat komponentit lisäävät enintään $$ q ^ 2 / a * 4 * \ sqrt {2} / 2 = 4 * 0,707 = 2,82 q ^ 2 / a $$

Tämä on veneen eteenpäin työntävä työntövoima.

Vene kuitenkin pyörii edelleen yhdistetyn vääntömomentin ja työntövoiman alla.

Tämä on itse asiassa yksi tapa, jolla risteilyalukset käyttävät telakointiliikkeitä kääntyäkseen paikoilleen rajallisen tilan omaavissa satamissa.

@ kamran, näen nyt, miten näin olisi. Ajattelin, että vedettävän veden kineettinen energia kumoaisi matalan staattisen paineen vaikutuksen putken kyseisessä osassa.
Väärä. Paine rungon pinnoille, sisärungon putket mukaan lukien, aiheuttaa työntövoimaa, ja voin muuttaa näiden putkien paineita ja geometriaa saadaksesi nettovaikutuksen paineeseen. KE sisään on myös erilainen kuin KE ulos. Huomaa, että sisääntulevan virran taivuttaminen ristiin tuottaa netto-työntövoiman ja sen taivuttaminen uudelleen sisäänpäin tuottaa netto-työntövoiman, eikä veneen takaosassa olevaa paineenalennusta ole kytketty suoraan näihin työntövoimiin, mutta se liittyy rungon geometrian kautta, jonka voimme hypistellä. Tämä on vain työntövoiman suunnanvaihtokauha turbomoottorilla.
Phil Sweet
2018-12-30 00:02:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vesi alkaa liikkua paikallaan. Se lopulta poistetaan perästä. Jep, se tekee työntövoimasta. Aluksen koko rungossa on jonkin verran paine-vuorovaikutusta. Se on geometriasta riippuvainen. Se voidaan suunnitella minimoimaan loisen aiheuttama vetovoima tuloaukon keräämisessä perästä.

Tämä on pohjimmiltaan työntövoiman vaihtosuuntaaja päinvastaisessa järjestyksessä. Powerback-video - https://www.youtube.com/watch?v=-Zkxh903s_w

Miksi alamäki, kiitos?
`` 1 '' hienolle videolle, muistan ne!
user18610
2018-12-30 17:24:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Muiden tähän kysymykseen annettujen vastausten perusteella tämän yksinkertaisen vesisuihkusuunnittelun tulisi tuottaa työntövoimaa eteenpäin. Silti, että leluvene kulkee eteenpäin suoralla linjalla, siihen on lisättävä lisäosa. Yhdistetyn työntövoiman ja vääntömomentin aiheuttaman vastapäivään tapahtuvan pyörimisen poistamiseksi uskon, että pienen peräsimen lisääminen tuloputkiosaan tarjoaa keinot tuottaa myötäpäivään vääntömomentti peruuttamaan vastapäivään kohdistuva momentti. Katso muokattu kuva alla. Minun on todennäköisesti jatkettava peräsimen säätämistä kohti sataman puolta ja kiinnitettävä se paikalleen, kunnes löydän ihanteellisen aseman saada leluvene kulkemaan suoralla linjalla. Käytän sitten veneen ohjaamiseen leluveneen peräsintä.

enter image description here

Peräsimen lisääminen tuloputkeen muuttaa vain virtaviivaista virtausta tulokanavassa. Sillä ei ole vaikutusta lopputulokseen. Peräsin on kiinnitettävä veneen ulkopuolelle poistokanavan tuottaman työntövoiman torjumiseksi.
@ Fred, kiitos tämän osoittamisesta, kesti jonkin aikaa nähdäkseni, miksi tämä ei tarjoa myötäpäivään vääntöä. Leluveneen peräsin on yksinkertaisin tapa saada vene matkustamaan suoralla linjalla. Luulen, että toinen tapa olisi kiertää koko putkea 90 astetta niin, että tuloputki upotettaisiin vesilinjan alle ja poistoputki olisi vesilinjan yläpuolella ja vesi ampuisi ulos kuin perinteinen vesisuihku.
@ Fred, on myös toinen tapa liikkua yleisessä eteenpäin suunnassa ja se olisi pitää potkurin pyöriminen vuorotellen siten, että veden virtaus putken läpi vaihtuu, esimerkiksi 30 sekunnin välein. Veneen polku muistuttaisi siniaaltoa.
@HRIATEXP, Jos pystyt muuttamaan tuloputkea siten, että se osoittaa leikkiveneen keula kohti, se liikkuu suoraan eteenpäin tehokkaimmalla tavalla eikä tarvitse suuntakorjausta.
@ kamran, kiitos ehdotuksesta, käytän tätä uutta putken asettelua lopullisessa leikkiveneeni suunnittelussa.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...