Программа Расчета Винтов
. Программа для расчета лопастей из труб Для удобства расчета лопастей из ПВХ труб создана замечательная программа в формате эксель. Данная программа создана специально для расчета лопастей из обычных канализационных труб, которые часто для этого используются в виду доступности и дешевизны. Программа взята с форума, на момент написания статьи это последняя версия программы, так же там есть и предыдущие версии. Скачать - В программе есть все данные и характеристики будущего винта. В желтые поля нужно вводить свои данные, такие как диаметр винта, количество лопастей, нужную быстроходность, расчетную скорость ветра и прочее. В итоге в зеленых ячейках таблицы произойдет расчет всех показателей будущего винта, таких как стартовый момент, обороты, мощность в ваттах, крутящий момент, КИЭВ и прочие.
Владельцы компьютеров на windows я думаю знакомы с эксель и легко разберутся, а владельцам устройств на андройд можно скачать приложение для работы с эксель из маркета, например Kingsoft Offoce и воспользоваться встроенным офисным пакетом. Ниже скриншот. Сама лопасть рассчитывается вводя данные в желтые ячейки с красными цифрами.
Sep 13, 2008 - Программа для расчета, печати шаблонов и изготовления винта. Плагин для 3dsmax, позволяющий создавать воздушные винты любой. Показывает, что на оборотах 1900 об/мин, винт диаметром 120 см, шагом 0,6 м на скорости 40 км/час. May 14, 2014 - На этих страницах Вы получите программа расчета воздушного винта. Махоткина подробно описан процесс расчета воздушного винта.
Вводятся размеры кончика лопасти фронт и тыл, так же середины, и на радиусе 0,2R. От корня до 0,2R желтые поля, которые можно подогнать вручную под форму получившейся лопасти. Ниже скриншот ввода координат лопасти фронт и тыл.
Процесс работы программы таков. Сначала вводите диаметр трубы, вес трубы п/м, диаметр будущего винта, быстроходность и нужную скорость ветра, количество лопастей. А далее ниже изменяете фронт и тыл лопасти смотря на КИЭВ, мощность и обороты.
В общем подгоняете винт под свой генератор. В результате ниже у вас появятся готовые координаты для нанесения на трубу. Ниже скриншот где в удобном виде все данные лопасти, его можно увидеть перейдя в таблице на вкладку 'геометрия лопасти'. Из трубы лопасти вырезаются так, вдоль трубы чертится ровная линия, чтобы не ошибиться можно чертить литию по надписи вдоль трубы. Или трубу поставить вертикально по строительному уровню и им же отчертить вертикальную линию.
Далее на этой линии сделать отметки радиуса лопасти, 20-ть точек. А далее уже координаты фронтальной части лопасти и тыльной. Фронт это та часть лопасти, которой она вращается вперед, а тыл задняя часть.
Ну а дальше соединить точки и вырезать заготовку из трубы. Вырезать можно полотном по металлу вручную, или лобзиком, а некоторые даже болгаркой умудряются вырезать. После останется вырезанные заготовки обработать, закруглить края фронтальной части лопасти, и заострить тыльную часть. Это делать нужно обязательно так как программа считает уже с учетом заостренной тыльной кромки лопастей, Заострять можно как болгаркой на шлифовальном круге, так и на наждачном станке. Ниже картинка как обрабатывать кромки лопасти. Подгоняя винт под генератор особое внимание обращайте на быстроходность. Понятно что трехлопастные винты с быстроходностью Z5-6 имеют большие обороты, но пока они не выйдут на эту быстроходность, не раскрутятся, мощность очень маленькая.
А если генератор слишком рано дает зарядку, то он не даст винту раскрутится и будет большой недобор мощности. Тут надо максимально соотнести мощность генератора и винта, чтобы их мощности совпадали на всем протяжении оборотов, тогда эффективность всей системы будет максимальной.
Тоже касается и много-лопастных винтов, у них обычно выше стартовый момент что хорошо для генераторов с существенным залипанием, будут хорошо стартовать Но обороты небольшие из за быстроходности Z3-4, поэтому рост оборотов не такой большой и требует более тихоходного генератора.
Выбор оптимального гребного винта — желанная цель любого водномоторника. Однако на практике приходится сталкиваться с большими трудностями, связанными с громоздкими расчетами и различными ограничениями, например — связанными с изготовлением винтов в домашних условиях Все же главной трудностью для многих любителей является именно большой объем вычислений, необходимых для выбора оптимального варианта из нескольких возможных. Эту трудоемкую работу существенно может упростить использование микрокалькуляторов. В принципе все многообразие проблем, с которыми приходится сталкиваться, проектируя двигательно-движительный комплекс, можно свести к следующим основным вариантам. Расчет оптимального гребного винта, который обеспечивает катеру требуемую скорость. В этом случае заданными считаются: скорость v катера, его сопротивление при этой скорости — R; характеристики взаимодействия винта и корпуса — коэффициент попутного потока w, засасывания t и влияния неравномерности поля скоростей i; диаметр гребного винта D. Искомые величины — мощность N и частота вращения n двигателя, геометрические элементы гребного винта — его дисковое θ и шаговое Н/D отношения.
Расчет оптимального гребного винта, обеспечивающего катеру максимальную скорость движения. Заданы: зависимость сопротивления катера от скорости R(v); w, t, i: N, n. Ищутся: максимальная скорость v max, геометрические элементы гребного винта — D, θ, H/D. Расчёт неоптимального гребного винта, обеспечивающего полное использование мощности двигателя.
Заданы: R(v); w, t, i; N, n; D. Находятся: v; θ; H/D. Определение скорости катера и режима работы двигателя с гребным винтом, характеристики которого известны. Заданы: R(v), w, t, i; N, n; D, θ, H/D.
Искомые величины: v; N' и n' — мощность и частота вращения, развиваемые двигателем (N'≤N и n'≤n, при условии, что N и n соответствуют номинальному режиму работы рассматриваемого двигателя). Перечисленные выше задачи достаточно эффективно решаются при наличии диаграмм для расчета гребных винтов. Однако, наряду с очевидными преимуществами представление гидродинамических характеристик (ГДХ) гребных винтов в виде диаграмм имеет и ряд недостатков: существенно затрудняется применение вычислительной техники в расчетах; для промежуточных значений шагового и дискового отношений приходится прибегать к интерполяции; доступные диаграммы имеют малый масштаб, что приводит к появлению погрешностей в расчетах. Перечисленные недостатки могут быть устранены при аналитическом представлении ГДХ гребных винтов серии. Известны аппроксимации кривых действия гребных винтов полиномами, однако в таком виде они могут использоваться только при расчетах на ЭВМ. Для ручного счета, в том числе и с помощью программируемых микрокалькуляторов, подобное полиномиальное представление ГДХ гребных винтов совершенно неприемлемо.
Обработка результатов испытаний трехлопастных гребных винтов показала, что их ГДХ могут быть представлены в аналитическом виде в форме, одинаково удобной как для ручного, так и для автоматизированного счета. Исходным материалом служили корпусные и машинные диаграммы широколопастных гребных винтов с сегментным сечением профиля. Эти диаграммы были получены Г. Звездкинон для трех серий винтов, каждая из которых имела фиксированное дисковое отношение — 0,5; 0,8; 1,1. Шаговое отношение, в сериях составляло — 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6. В результате обработки этих экспериментальных данных Ф. Соколовым и А.
Якушенко были получены следующие зависимости. Выражения (1)÷(13) в аналитическом виде представляют все данные диаграмм для расчета широколопастных гребных винтов, а следователь но, могут использоваться для проектирования движительно двигательного комплекса катера.
Геометрия гребного винта во многом определяется дисковым отношением, которое в свою очередь выбирается из условия обеспечения прочности и отсутствия вредных последствий кавитации. Для рассматриваемых широколопастных гребных винтов с использованием методики В.
Лаврентьева было получено выражение для минимально допустимого, с точки зрения прочности, дискового отношения. Где Р — упор гребного винта, кгс; D — диаметр винта, м; σ — допускаемые напряжения, кгс/см 2. Можно рекомендовать для стальных, латунных и бронзовых винтов принимать σ=550, а для силуминовых — 350 кгс/см 2. Проверка на кавитацию производится в окончательной стадии расчета, когда известны шаговое отношение гребного винта и режим его работы, т. Относительная поступь. Построенный Г. Звездкиной график позволяет определить критическое значение относительной поступи в зависимости от шагового и дискового отношений, а также от числа кавитации.
Выполнение условия λ рλ р кр обеспечивает отсутствие второй стадии кавитации. Аппроксимация указанных графиков позволила предложить следующую зависимость. Формула (15) справедлива только в том случае, когда произведение хθ изменяется в пределах 0,7≤хθ≤1,0, однако этого диапазона хватает для проверки тех винтов, работа которых может сопровождаться кавитацией.
Величины коэффициентов а и b для промежуточных значений шагового отношения можно определять линейной интерполяцией. В расчетном режиме движения кавитации практически не стоит опасаться, если x≥1,5. В условиях существенной неравномерности поля скоростей, в частности для значительных скосов потока, когда угол наклона гребного вала больше 10°, возрастает опасность кавитационной эрозии винта.
В подобной ситуации рекомендуется увеличивать дисковое отношение, определенное с помощью выражения (15), на 20%, однако не более чем до θ=1,2, так как дальнейшее его увеличение практически не приводит к отдалению кавитации. Если произведенная проверка покажет, что найденное по (14) значение 0 не обеспечивает отсутствия кавитации, дисковое отношение следует увеличить и заново произвести расчет винта. Гребные винты рассматриваемой серии имеют постоянный вдоль радиуса шаг; относительный диаметр ступицы составляет. Профиль сечения лопасти имеет сегментную форму; на относительных радиусах r=r/R. Используя приведенные рекомендации и ориентируясь на рис.
1 и 2, можно выполнить чертеж гребного винта. Следует подчеркнуть, что приведенные выше материалы по гидродинамическим и геометрическим характеристикам гребных винтов в полной мере относятся только к винтам Г. Штатные гребные винты отечественных подвесных моторов имеют иную геометрию; больший относительный диаметр ступицы и меньшую стрелку погиби. Однако проведенное автором сопоставление ГДХ двух штатных гребных винтов с рассчитанными по формулам (1)÷(5) показывает, что в рабочем диапазоне относительной поступи λ р= 0,5÷0,9 можно пользоваться следующими зависимостями. Сравнение производилось для винтов подвесных моторов «Вихрь» (D=0,24 м; H=0,30 м; d ст=0,063 м; θ=0,527) и «Нептун-23» (D=0,23 м; H=0,28 м). В обоих случаях брались данные для полированных гребных винтов.
Для окрашенных винтов можно рекомендовать снижать коэффициент упора и к.п.д. Приблизительно на 5% по сравнению с полированными. Все рекомендации, относящиеся к штатным винтам, получены на основании обработки ограниченного числа данных, поэтому они могут служить только для самых предварительных оценок.
В ряде случаев, в частности при изготовлении гребного винта к подвесному двигателю, может оказаться полезной откидка лопасти в корму. Если угол откидки лопасти не превышает 10—15°, то это практически не оказывает влияния на ГДХ винта. И еще один момент, который необходимо отметить. Звездкиной имеют относительно небольшой диаметр ступицы (d ст=0,165 D), чего не всегда удается достичь, изготавливая винт для катера.
Учесть влияние увеличения d ст можно, пользуясь следующими рекомендациями: при. Никаких поправок вводить не надо; при увеличении относительного диаметра ступицы до d ст=0,3 к.п.д. Винта уменьшится на 2—3%; в диапазоне d ст=0,2÷0,3 для оценки падения к.п.д. Можно применять линейную интерполяцию. Изложенное выше проиллюстрируем несколькими примерами.
Предположим, нам нужно спроектировать гребной винт к катеру типа «Суперкосатка» водоизмещением 1000 кг, зависимость сопротивления которого от скорости известна (рис. Прежде всего нужно выбрать необходимый двигатель, позволяющий достичь требуемой скорости, скажем 36 км/ч. Ориентируясь на установку двух отечественных подвесных моторов («Нептун», «Вихрь», «Москва») и зная их габариты, задаемся величиной диаметра гребного винта θ=0,23 м. Наиболее подходящей для данного случая методикой расчета элементов оптимального гребного винта будет схема 1, в которой используется коэффициент задания K' d. Заданы: скорость движения v=36 км/ч; сопротивление катера с учетом выступающих частей (рис.
3) R=214 кгс; коэффициенты взаимодействия винта и корпуса w=0,025, t=0,045; i=1,0. Кроме того известны: ρ=102 кгс 2/м 4, σ=550 кгс/см 2. Расчет производим в такой последовательности: — находим необходимый упор одного винта P=P e/(1—t)=R/2(1—t)=112 кгс; — определяем среднюю скорость в диске винта v р=v(1—w)=9,75 м/с; — рассчитываем. На основании приведенного выше расчета заключаем, что для обеспечения катеру требуемой скорости необходимы два двигателя мощностью по 21 л.
С частотой вращения на валу винта 40,4 об/с. Поскольку подвесных моторов, в точности отвечающим данным требованиям, не существует, останавливаемся на «Нептуне-23», мощность которого 23 л. При частоте вращения 5000 об/мин, что с учетом передаточного числа редуктора на валу винта составляет 48,1 об/с. В силу того, что рассчитанные значения мощности и оборотов не совпадают с таковыми у выбранного двигателя, следует произвести новый расчет винта, который с данным подвесным мотором обеспечивал бы катеру максимальную скорость движения. Заданы: зависимость сопротивления катера от скорости R(v) — рис. 3; номинальные характеристики двигателя N=23 л.
С.; n'=5000 об/мин (n=48,1 об/с); максимально допустимый диаметр гребного винта D max=0,23 м. Коэффициенты взаимодействия, допускаемые напряжения и плотность пресной воды здесь и в дальнейшем принимаются такими же, как и в предыдущем примере. Выбор оптимального гребного винта, отвечающего настоящему заданию, можно производить двумя способами: с помощью коэффициентов задания К' n или К' n. Рассмотрим сначала первый из них.
Расчеты будем производить для ряда скоростей в районе ожидаемой. Хотя мощность выбранного двигателя и превышает рассчитанную, в принципе мы можем и не достичь требуемой скорости 36 км/ч, поскольку частота вращения винта существенно отличается от найденной выше.
Поэтому будем рассматривать такой диапазон скоростей, чтобы ожидаемая находилась внутри него. Дальнейшие расчеты удобно вести в табличной форме (табл. Строка 8 табл. 4 нужна только для того, чтобы рассчитать необходимое значение дискового отношения θ. Сравнение сопротивления (строка 7) и создаваемой гребным винтом полезной тяги (строка 14) позволяет определить как максимальную скорость, так и характеристики винта (рис. 5): v = 37,4 км/ч; H/D = 1,25; D opt = 0,223 м.
Незначительные различия в результатах расчетов по схемам 2 и 3 объясняются неизбежными погрешностями как аппроксимаций - выражения (1)÷(13), так и расчетов и графических построений. В рассмотренном выше примере (схемы 2 и 3) для всех скоростей мы имели D opt max=0,23 м. Однако возможен и другой вариант, когда диаметр оптимального винта окажется больше, чем максимально допустимый. В таком случае, очевидно, должно быть принято D=D max.
Программа Расчета Винта
Соответственно изменятся и последовательность расчета, и его результаты. Проиллюстрируем это на примере табл.
3, взяв последний столбец (v = 40 км/ч) и приняв, что максимальный диаметр составляет D max = 0,21 м. До девятой строки расчет (табл.
3) остается неизменным. Однако, поскольку D optD max, принимаем D = D max = 0,21 м. При этом найденные в строках 7 и 8 и соответствующие оптимальному винту значения λ р и Н/D уже не будут отвечать винту с D = 0,21 м.
Таким образом определению подлежат величины: θ, λ р, К 1, N и Н/D. Для рассматриваемого примера (v = 40 км/ч; Р e = 115 кгс; D = 0,21 м) находим: θ = 0,744; K 1 = 0,266; λ р = 1,07. Наибольшие сложности возникают с определением шагового отношения.
Для этого необходимо решить уравнение (1) относительно H/D, входящего в него в неявном виде. Используя выражения (2) и (3), преобразуем (1) к виду. Уже второе приближение дает искомый результат с требуемой точностью: H/D = 1,51 Далее, используя (5) и (4), находим: К 2 0 = 0,013; К 2 = 0,0678; η p = 0,668; N = 26,1 л.
Большой интерес представляет оценка ходовых качеств катера с подвесным мотором и штатным гребным винтом. В этом случае заданными являются: зависимость сопротивления катера от скорости; внешняя характеристика двигателя — зависимость его мощности от частоты вращения при полностью открытой дроссельной заслонке; геометрические характеристики гребного винта. Определяются максимальная скорость и режим работы двигателя, который в общем случае будет отличаться от номинального. В качестве примера рассмотрим все тот же катер типа «Суперкосатка» и найдем его скорость под одним двигателем «Вихрь-30» со штатным гребным винтом.
Итак, задано: R(v) — рис. 3; внешняя характеристика двигателя — кривая N дв = f(n) на рис.
7; геометрия гребного винта — D = 0,24 м; Н = 0,30 м; θ = 0,527. Передаточное число редуктора равно 14:24, винт считаем полированным. Необходимые расчеты производим в следующем порядке: — используя (2), (3) и (5), для заданных значений Н/D и θ определяем K 1 max= 0,515; λ p max= 1,40; K 2 0= 0,0114; — задаваясь рядом значений относительной поступи λ р, по (1) и (4) находим расчетные величины коэффициента упора К p 1 и момента К p 2 винта, а затем и его к.п.д.; — вводим поправки (17), учитывающие отличия штатного винта от винтов рассматриваемой серии. Основные результаты такого расчета для трех значений поступи сведены в табл.
По данным табл. 5 строим кривые действия K 1(λ p) и η p(λ p) штатного гребного винта — рис. Далее, задавшись тремя значениями скорости и рядом частот вращения двигателя, подсчитаем соответствующие относительные поступи и необходимые коэффициенты упора — табл. В строке 2 таблицы приведена частота вращения гребного винта с учетом передаточного числа редуктора. Нанеся полученные зависимости K 1(λ p) на рис.
6, в точках их пересечения с кривой K 1(λ p), соответствующей рассматриваемому гребному винту, найдем для каждой скорости единственно возможный режим работы гребного винта — сочетание K 1, λ p и η p. Для найденных режимов рассчитаем требуемые значения частоты вращения и мощности двигателя — табл. Из расчета следует, что гребной винт в данном случае является гидродинамически тяжелым, т. Его шаг слишком велик.
Более того, винт не оптимален: его к.п.д. Составляет всего η p = 0,472, т. Используемая винтом мощность перерабатывается с весьма низкой эффективностью (в предыдущих расчетах η p = 0,65÷0,69). Задачи, подобные последней, могут возникать и в том случае, если для расчетного режима выбран оптимальный гребной винт. Изменение загрузки катера (его водоизмещения либо центровки), движение в условиях волнения — все это приводит к изменению сопротивления, т.
К изменению режима работы двигателя и гребного винта. Нарушается соответствие винта двигателю, т. Условие использования номинальной мощности при номинальной частоте вращения. Винт становится либо гидродинамически легким, когда сопротивление уменьшается по сравнению с расчетным, либо тяжелым.
В обоих случаях винт не использует номинальной мощности двигателя. Для исследования этих режимов да и любых других, которые могут встретиться на практике, удобнее всего пользоваться паспортной диаграммой. Пос роение последней может оказаться необходимым при проектировании гребного винта для быстроходных судов с явно выраженным горбом сопротивления (например, для катеров на подводных крыльях). В этом случае возможен вариант, когда винт, обеспечивая расчетный режим движения с высокой скоростью, не сможет преодолеть горба сопротивления. Приведенные выше аналитические выражения для ГДХ широколопастиых гребных винтов могут использоваться и для построения паспортной диаграммы. Все приведенные выше расчеты могут эффективно выполняться с помощью программируемых микрокалькуляторов (например, «Электроника БЗ-34»). Это особенно удобно при проведении повторяющихся расчетов с вариацией как элементов задания, так и их типов.
В заключение хотелось бы отметить, что все рассмотренные выше примеры в определенной степени условны — их цель проиллюстрировать методику решения различных типов задач, связанных с выбором гребного винта. Примечания 1.
Программа Расчета Винтовых Свай
Выбор гребного винта в идеале сводится к определению таких его элементов, чтобы в расчетном режиме этот ГВ был оптимальным, т. Имел наибольший возможный к.п.д.
На практике приходится порой сталкиваться с такими ограничениями, которые делают оптимизацию винта невозможной; приходится выбирать такой ГВ, который выполнял бы условия задания при всех существующих ограничениях наилучшим образом. А., Жученко М. М., Дубровин О. В., Судовые движители, «Судостроение», Д., 1971; Хейфец Л. Л., Гребные винты для катеров, «Судостроение», Л., 1980.
Программа Расчета Винтовой Лестницы
HTML Text BB Code Расчет гребного винта с помощью микрокалькулятора - статья из раздела Судостроение на www.Barque.ru Статья «Расчет гребного винта с помощью микрокалькулятора» из раздела Судостроение: url=гребного винта с помощью микрокалькулятора/url - статья из раздела Судостроение на www.Barque.ru.