طی سال ها 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.
سیستم های پیشرا نش شناورهای سطحی و همینطور وسایل زیر سطحی طی سال های زیادی از مکانیزم پیشرانه استانداردی پیروی کرده اند. پروانه ها بایستی به گونه 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 می گیرد هیچ تغییری در شیوه ای که ما عملکرد پروانه را مشخص و تحلیل می‌کنیم ایجاد نمی کند.
اساساً، یک طراحی پروانه طبق یکی از دو روش زیر انجام می پذیرد:
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 می کنند:
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.
به طور کلی، راندمان پیش برندگی با نصب پروانه های با قطر زیاد می تواند افزایش یابد. از طرفی، این قطر در پاشنه شناور توسط آبخور شناور محدود می شود. می بینیم که برای به دست آمدن این بالانس، یک بهینه‌‌سازی مناسبی در طراحی پروانه ها نیاز است.
RPM:
انتخاب تعداد دور مناسب برای یک شناور نقش تعیین کننده ای را در طراحی پروانه ایفا می کند. 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.
تعداد تیغه ها:
تعداد تیغه های انتخاب شده بر رو نیروهای متغیر اعمال شده بر آن ها تأثیر می گذارد. از نظر راندمان، راندمان آب باز با افزایش تعداد تیغه ها افزایش پیدا می کند.
هندسه تیغه ها:
مسلماً، هندسه تیغه نقش بسیار مهمی در کارآمدی پیش برنده ایفا می کند. 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 به دلیل افزایش درگ اصطکاکی با افزایش مساحت تیغه می باشد.
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 می گردد. اگر زاویه حمله بزرگ تری در نظر گرفته شود، مقطع طرح کمتر در معرض کاویتاسوین وجه فشار پروانه قرار گرفته و این کاویتاسوین در بخش مکش آن بیشتر می شود. این پدیده زمانی که زاویه حمله کم شود برعکس خواهد بود.
نسبت گام به قطر:
برای به دست آوردن بهترین راندمان پیشرانش برای یک پروانه مشخص، یک نسبت گام به قطر بهینه ای بایستی به دست آید که مجددا به نرخ دور طرح پروانه مربوط می شود.
جدای از تغییرات معمولی که برای به دست آوردن راندمان بالاتر در پارامترهای پروانه ایجاد می شود، اجزای خارجی مشخصی وجود دارند که باعث بهبود جریان در اطراف پروانه و درنتیجه بهبود راندمان پیش رانش می‌شود.
تونل های پاشنه:
این وسایل کمک می کنند که اثر wake peak برای کشتی هایی که پاشنه V شکل دارند کمتر شده و در نتیجه اثرات ارتعاشات کاهش یابد. این تونل ها از متعلقات افقی بدنه هستند که در بالای پروانه قرار می گیرند که آب را برای اطمینان از جریان یکنواخت ذر پروانه به سمت گروانه هدایت می کند.
داکت های Schneekluth:
این متعلقات جریان را بسمت قسمت بالایی دیسک پروانه هدایت می کند که باعث متعادل شدن ویک و بهبود کارامدی بدنه می شود. همچنین این داکت ها می توانند به شتاب دهی جریان به وسیله مقاطع ایرفویل شکل کمک کنند که این کار با ایجاد ناحیه کم فشار در مقابل داکت صورت می گیرد که طی طراحی به دست می آید.
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.
سیستم توپی سکان:
این سیستم باعث کاهش کاویتاسوین و افزایش کارآمدی کل در مجموعه پروانه نمی شود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
