Springen naar inhoud

[Natuurkunde] Een schroef in een tunnel. Druk etc.


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Corona

    Corona


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 december 2006 - 19:55

Hallo.
Bij mij op school moet ik de volgende vraag oplossen: Hoe diep moet een schroef zich in het water bevinden voordat deze effectief werkt. De schroef bevindt zich in een grote buis die dwars door de boot heen gaat. Zoals afgebeeld:

Geplaatste afbeelding

Mijn beredenatie was dat de schroef bij deze (zelf verzonnen) situatie een bepaalde onderdruk en overdruk zal creëren door het verplaatsen van het water.
Deze onderdruk moet natuurlijk gevuld worden door druk van het water, zogenoemde mVK metersvloeistofkolom. Als dit niet gebeurt zal de schroef gaan slippen.

Na mijn beredenatie ging ik aan het rekenen. Alleen kwam ik hierop vast te zitten. Wat ik wilde berekenen was hoeveel onderdruk de schroef creeërd en hoeveel druk de water op de schroef levert. De formule voor metersvloeistofkolom ken ik (p = ro * g * h). Maar de berekening bij de schroef zelf ontgaat mij.

Is mijn beredenatie goed? En weet iemand hoe dit te berekenen valt zodat ik het op school kan aantonen?

Bij voorbaat dank!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 21 december 2006 - 13:02

De benodigde diepte moet voldoende zijn om cavitatie bij de schroef te voorkomen. De druk aan de inlaat van de schroef moet X hoger zijn dan de 'dampdruk' van het water inclusief het effect van de opgeloste lucht. Met andere woorden: als het water verzadigd is met lucht dan is de 'dampdruk' 1 atmosfeer. De waarde van X is afhankelijk van het ontwerp ('vorm') van de schroef. Bij de bepaling van de druk bij de inlaat van de schroef moet je rekening houden met de drukval over het stuk pijp (met scherpe inlaat) tot de schroef. Hoe verder de schroef naar rechts gepositioneerd is hoe dieper die in het water moet.
Het uiteindelijke drukverschil dat de schroef genereert is precies gelijk aan het totale drukverlies over de 2400 mm lange leiding, inclusief de scherpe inlaat en uitlaat van de leiding want ook die veroorzaken ook drukverlies.
Hydrogen economy is a Hype.

#3

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44892 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 21 december 2006 - 15:03

Ik heb eens een keer diep nagedacht over dit verhaal :?: en ik kom tot de conclusie dat dit hoogswaarschijnlijk bedoeld is als een zeer sterk vereenvoudigde toestand. De in-en uitstroomeffecten die gaan optreden zijn niet dan zonder zeer ingewikkeld rekenwerk op te lossen. Die schroef trekt weliswaar een gat in het water voor de boot, maar dat gat wordt deels gevuld door de boot zelf, deels door als in een soort trechter toestromend water. Dat is toch een werkelijkheid waaraan met goed fatsoen niet te rekenen valt?

Misschien als we de letterlijke vraag zien dat we dan voorzichtig kunnen concluderen op wat voor niveau een antwoord verwacht wordt. De werkelijkheid benaderen zal voor TU-Delft nog een redelijke kluif zijn. [rr]
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#4

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 21 december 2006 - 18:54

De propellor (schroef) trekt water aan de voorzijde ,maar moet weer die aangezogen hoeveelheid wegduwen tegen het aanwezige water aan de achterzijde van de zuig-drukbuis.
Zou er niet wat inzitten om het drukeinde van die buis boven het water uit te laten komen,dan is er geen tegendruk en heb je het volle vermogen ter beschikking om de boot zich te laten voorttrekken aan het water,hetgeen bij een normaal aanwezige schroef toch ook gebeurt.
Ik weet niet of de beoogde constructie een uitvinding van de TI (topic-initiator)is of van de instructeur/leraar,maar vind het wel een aardig idee.
In mijn jeugd had ik ooit een bootje met het zelgfde systeem,waarbij het water werd aangezogen door het te voeren naar een klein vatje dat werd verwarmd door een kaars;de boot voer behoorlijk snel!

#5

Corona

    Corona


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 december 2006 - 10:20

Ha die mensen, bedankt voor uw antwoord.
Huidige volg ik een opleiding MTS+ Werktuigbouwkunde, en zijn we met de hele school bezig (2de 3de & 4de jaars) om duwbare prestatie eilanden te maken. Op één van deze eilanden komt een werkplaats, op de ander weer een slaapplaats etc. Mijn klas ik bezig met het vaarklaar krijgen van een Sloep (Eurosleper 660) die één van de eilanden gaan voorduwen, en de taak van mijn projectgroep is om de hekschroef te maken zodat de gehele combinatie makkelijk te besturen valt.

Het idee wat boven geillustreerd is, komt uit mijn hoofd (maar natuurlijk wel geinspireerd door bestaande producten [rr] )

De vraag zoals deze hierboven gesteld is, is door mijn leraren gesteld. Hun spelen een soort de opdrachtgever en wij moeten over alles wel nagedacht hebben. Zelf heb ik een natuurkundige achtergrond, waardoor mijn benadering altijd wel iets te maken zal hebben met het berekenen van een antwoord. Een medeleerling zal hier misschien simpelweg een antwoord hebben als: Diep genoeg voor de schroef, maar ik wil een natuurkundige onderbouwing hebben. Iets wat ik heel erg moeilijk vind, maar leuk om te doen.

In de situatie hierboven, is het de bedoeling dat de schroef beide kanten op kan draaien en dus water naar links of naar rechts kan verplaatsen.

oktagon, heb jij misschien nog een verslag of referentie op jouw manier van aandrijven, het is de bedoeling dat we zoveel mogenlijkheden nagaan tot het maken van een goede hekschroef. (en ik vind het ook nog interesant)

En dan nog een reactie op jouw antwoord, als ik de buis boven het water uit zou laten steken, dan betekend dit toch dat de schroef water aan het happen zal zijn en daarnaast ook heel weinig wrijving op zal treden omdat de waterdruk minimaal is?

Fred F., ik zal mijn studieboeken van Montage & Onderhoud bekijken (we waren bezig met berekenen van drukverlies over leidingen), en zal mijn beredenatie, indien mogenlijk, daarop verder uitbreiden.

#6

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 23 december 2006 - 11:03

Het uiteinde van de buis boven het water uit laten steken vermindert de tegendruk achter de schroef beslist niet maar maakt die juist iets hoger. Bovendien hapt hij lucht als je de schroef ook in de omgekeerde richting wilt laten draaien.

Schepen met boegschroeven om zijwaarts te sturen bestaan al lang.
De schroef zit dan niet in een lange buis over de hele breedte van het schip maar in de spitse smalle voorkant. http://images.google...F-8&sa=N&tab=wi
Hydrogen economy is a Hype.

#7

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 23 december 2006 - 12:55

Als je een omkeerbare schroef maakt,zou je een dubbel systeem kunnen maken ,dus twee buizen naast elkaar met twee schroeven. Een kleppensysteem,dat wordt aangepast op een tweede zuig-/drukleiding,die bij omkering in de plaats treedt van de eerste,maar dan met 1 schroef wordt m.i.gecompliceerder.
Je kunt dus met een enkele buis (aanzuiging en uitblazen boven water) niet werken met een omkeerbare schroef,dat is nogal logisch.
Aangezien ik geen werktuigbouwkundig-of waterstromingsdeskundoloog ben ,kan ik niet beoordelen of een boven water uitkomende spuibuis meer tegendruk zou veroorzaken dan een spuibuis onder water.
De redenering zou verband kunnen houden met het feit,dat bij een goede vorm van de achterkant van een boot er onderdruk optreedt,maar je maakt een dwarsbuis door de boot heen en dan heb je zijstromingen,die mogelijk geen onderdruk opleveren.
De opmerking van Fred F.,dat bij boten wel een hekschroef wordt aangebracht bij de boeg zou kunnen worden uitgebreid met een hekschroef aan de achterzijde van de boot;dan kun je direct een draaimoment maken.Een hekschroef in het midden zou zin hebben bij een zuiver zijwaartse beweging of bij een ronde boot.

#8

Corona

    Corona


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 december 2006 - 18:09

De hekschroef is alleen te gebruiken in combinatie met prestatie eiland. Deze is zo'n 10 meter lang, de eurosleper is 6,60 meter lang. Als ik de hekschroef in het midden van de eurosleper plaats dan zit deze niet in het midden van de gehele constructie :)

#9

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 24 december 2006 - 15:11

Ik geloof dat ik het idee snap,je wilt wrs.de combinatie schip en eiland door een excentr.plaatsing van je hekschroef aan het draaien krijgen?!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures