78zap

Он-лайн калькулятор гребых винтов

Владимир Ленько

Старожил форума
судя по скринам выше, у Игоря файл легко корректируется.

Положил в приложение с вашими данными. Ячейки B26 и B28 - отвечают за эффективность работы винта при несимметричной работе
Спасибо ! Таблицу раскрою чуть позже, но Вы уже подставили "мои" коэффициенты. Хоть 0,76 попал не в графу В27 (я исправил очепятку - ячейки не J a B), а в следующую, где коэфф. неравномерности должен быть, это не должно повлиять, т.к. эти коэфф. перемножаются потом. Непонятно, почему "не сошлось" - мощность на винт при 1900 об/мин примерно соответствует располагаемой мощности дизеля при этих оборотах. И близка к данным ходовых испытаний (ок. 300 л.с.). Для меня вывод : нет заметного расхождения при расчёте по Хейфецу (как я делаю) и расчёте по таблице от Брюса. По крайней мере - на примере "Лисы" это так.
Все коэффициенты B24-B28 к любым винтам относятся... Почему при "несимметричной работе ?"
 

vasilisk

Старожил форума
Спасибо ! Таблицу раскрою чуть позже, но Вы уже подставили "мои" коэффициенты. Хоть 0,76 попал не в графу В27 (я исправил очепятку - ячейки не J a B), а в следующую, где коэфф. неравномерности должен быть, это не должно повлиять, т.к. эти коэфф. перемножаются потом. Непонятно, почему "не сошлось" - мощность на винт при 1900 об/мин примерно соответствует располагаемой мощности дизеля при этих оборотах. И близка к данным ходовых испытаний (ок. 300 л.с.). Для меня вывод : нет заметного расхождения при расчёте по Хейфецу (как я делаю) и расчёте по таблице от Брюса. По крайней мере - на примере "Лисы" это так.
Все коэффициенты B24-B28 к любым винтам относятся... Почему при "несимметричной работе ?"
ячейка B27 (и параметр) не относится к мощности, этот к параметр относится только у расчету упора.
B26 и B28 - к расчету мощности.
Это все можно посмотреть в самой статье журнала? "Морские технологии" за 1976 год, которую я положил в сообщении #22 Marine Technology, VoL 13, No. 1, Jan. 1976, pp. 14-45
 

vasilisk

Старожил форума
Винт Ветус, 4х лопастной, по моему как раз 0.68, дисковое. Скорость +/- 1км. Как по мне, довольно близко.
Тут же не присутствует буксировочное сопротивление. Как я понимаю, эта табличка помогает подобрать винт к уже имеющемуся судну и двигателю по результатам ходовых испытаний.
Эта табличка помогает подобрать винт к редуктору и дизелю при проектировании, и подобрать новый к уже имеющемуся. Разницы нет. Предположу, что для вашего катера также надо подбирать коэффициенты, потому как у вас винт работает наверное в зоне разрежения, и на очень малой глубине. У вас нетипичный водоизмещающий катер. Надо вдумчиво покурить мануал (статью)

Про буксировочное выше писал - для подбора винта буксировочное уже надо знать, или рассчитать заранее, по другим методикам, например, по Delft или John Winters
 

Владимир Ленько

Старожил форума
ячейка B27 (и параметр) не относится к мощности, этот к параметр относится только у расчету упора.
B26 и B28 - к расчету мощности.
Это все можно посмотреть в самой статье журнала? "Морские технологии" за 1976 год, которую я положил в сообщении #22 Marine Technology, VoL 13, No. 1, Jan. 1976, pp. 14-45
Там формулы все узнаваемые, нет отличий от изложенного у Хейфеца. Вся шайка коэффициентов (попутного потока, засасывания, неравномерности В26-В28) превращаются в коэфф. влияния корпуса (стр. 22 формула 10), тем самым участвуют в расчёте мощности. Да и как разделить влияние - упор тоже участвует в расчёте мощности... Вова не понял сказанного.
 

vasilisk

Старожил форума
Коэффициент влияния корпуса -
1639461328000.png


а в целом да, согласен, упор тоже заходит в расчет мощности.

Однако, изменение к-та 1-t на мощность в расчете не влияет. может, сбой какой в расчетах, но он там не участвует.
1-t влияет на упор на винте, но не влияет на момент. А мощность на валу считается как обороты на момент, и соответственно, получается, что 1-t на мощность двигателя не влияет, но влияет на ehp - эффективную мощность.
как-то так по анализу экселя

кстати, нашел еще недоделку - в расчете ehp не учел к-т перевода из фунт-силы в килограмм-силы, поправил. Файл со всеми исправлениями положу тут, в исходное сообщение #13 не могу положить, редактирование ой, просьба перезагрузить.

Там же для примера собрал моментную характеристику дизеля Д243, проще исправлять по готовому на свою, если вдруг. По графику проверил, что диаграмма №2 достаточно точно совпадает с моментной х-кой из мануала в области, где она интересна.
 

Вложения

  • Расчет винта водоизм. катера.zip
    34.2 КБ · Просмотры: 50
Последнее редактирование:

Владимир Ленько

Старожил форума
Предлагаю опубликовать "контрольный" экземпляр таблицы расчёта в исходном виде, как её предоставил Брюс Робертс. Чтобы можно было сравнить - правильно исправлено или нет ? Размерности величин, входящих в формулы далее уже могут быть учтены коэффициентами в самой формуле. А вдруг не надо, скажем, фунты переводить в кгс ? Ранее были другие подобные исправления ?
 

vasilisk

Старожил форума
Предлагаю опубликовать "контрольный" экземпляр таблицы расчёта в исходном виде, как её предоставил Брюс Робертс. Чтобы можно было сравнить - правильно исправлено или нет ? Размерности величин, входящих в формулы далее уже могут быть учтены коэффициентами в самой формуле.
да без проблем могу опубликовать исходник, просто пока с ним разбирался, естественно правил под СИ. Расчет непростой, сделан интересно, и понятно, что некоторые особенности вылезают только при прочтении разными людьми и вдумчивом разборе результатов.
Перевод и инструкцию делал отдельно, просто, чтобы поделиться инструментом, поскольку вижу, что вопрос подбора винта задача востребованная, и если ее можно делать самостоятельно - будет всем большой плюс.

смотрите исходник в приложении, вкладка №2
А вдруг не надо, скажем, фунты переводить в кгс ? Ранее были другие подобные исправления ?
У меня большой опыт по разбору формул, для контроля величин пользуюсь исходником и MathCAD.
Данную правку не заметил сразу, потому как это сервисная "побочная" часть расчета. Я в нее бы и не полез, если бы не готовил перевод и инструкцию, и без нее я свои расчеты сделал.
см. яч. G35
 

Вложения

  • PCF_40_pwr_prop.zip
    51.4 КБ · Просмотры: 37

Алексей С.

Коломенский водномоторник
Жутко неудобно получается. Попробую привести в форму он-Лайн калькулятора
 

weeFOX

Старожил форума
Я чуть погонял эту таблицу в режиме отладки
1. Если принять конечной ячейку по тому сходиться или не сходится расчет, то исходная ячейка "количество валолиний" не используется для расчета.
количество валолиний.JPG

2. Если принять за конечную ячейку "мощность на валу" - то параметры двигателя никак не участвуют в расчете
мощность на валу.JPG


То есть это строго говоря не расчет винта, собственно так как нет таких параметров как длина и водоизмещение - это понятно.
К ней нужен еще блок определение скорости судна, которое тут задается в ручную.

А так программа сичтает мощность винта на валу, а потом отдельным блоком определяет соответствует ли этой мощности двигатель.
 

vasilisk

Старожил форума
Я чуть погонял эту таблицу в режиме отладки
1. Если принять конечной ячейку по тому сходиться или не сходится расчет, то исходная ячейка "количество валолиний" не используется для расчета.
Посмотреть вложение 100435
2. Если принять за конечную ячейку "мощность на валу" - то параметры двигателя никак не участвуют в расчете
Посмотреть вложение 100436

То есть это строго говоря не расчет винта, собственно так как нет таких параметров как длина и водоизмещение - это понятно.
К ней нужен еще блок определение скорости судна, которое тут задается в ручную.

А так программа сичтает мощность винта на валу, а потом отдельным блоком определяет соответствует ли этой мощности двигатель.
Начну с конца.

Расчет винта никак не относится к длине и водоизмещению - это совсем другой расчет, я писал выше. Мало того, из водоизмещения и длины нормально ничего не посчитать - можно только очень грубыми формулами оценить сопротивление, что будет профанацией, когда мы ловим 2% на эффективности винта. По сути тут необходим полноценный расчет буксировочной мощности (или гидродинамический расчет сопротивления), который зависит в том числе от формы корпуса, и у Брюса он сделан на отдельной страничке (вариант Брюса в исходном виде, как он мне достался, я также выложил).
Расчет винта делается по готовому буксировочному сопротивлению на разных скоростях, на которых уже при расчете винта задаются располагаемой мощностью, считая эффективность подставленного винта на разных режимах.

Количество валолиний участвует только в расчете суммарного упора - для подбора винта он как таковой не нужен, критерий оценки там другой. Но, видимо составителю это было зачем-то надо. Предположу, чтобы сопоставлять с расчетом буксируемого сопротивления на графике скорость/сопротивление, для определения скорости корпуса на следующей итерации для более точного расчета.

То, что расчеты мощности двигателя и расчет винта не связаны - потому как иначе получится циклическое вычисление, и эксель откажется считать. Средствами экселя в лоб итерационный расчет сделать трудно - проще вообще перенести тогда в VBasic. Поэтому в этой точке расчета сделан разрыв.

Поэтому, подбор винта есть не определение сопротивления корпуса, как Вы уже раза три в этой ветке упомянули, а комбинаторное определение через переменные параметры винта и заданные параметры двигателя с редуктором максимальной эффективности на определенном, выбранном по сути владельцем, предпочтительном ему режиме движения его конкретного корабля.

Логика расчета, в соответствии с методичкой Small-Craft Power Prediction, Donald L. Blount and David L. Fox такова:
из геометрических параметров винта и оборотов считается
а) момент сопротивления винта в воде (это наши потери, на что мы тратим мощность двигателя) - из него мы получаем потребную мощность на валу тупо по школьной формуле P=M(в N*m)*n(в sec-1);
б) упор винта (это наша полезная работа).

Соотношение потраченной мощности на упор, по сути, и есть наша эффективность, которую требуется загнать в экстремум для выбора лучшего винта. Предположу, для большинства катероводов, кроме олигархов, конечно, существуют просто разные винты в доступе, у кого больше, у кого меньше, но не на любую прихоть по диаметру и шагу/дисковому отношению. Приходится выбирать из какого-то ряда, и тут как раз можно оценить преимущества и недостатки каждого с точки зрения эффективности.

Потребная мощность показывает, перегружен или недогружен винт. Тут специально сделан разрыв, потому как эксель по другому не может, и приходится руками ввести новые обороты для сведения в ноль разницы на данном винте, и тогда уже смотреть эффективность.

Кстати, об эффективности. Тут могут быть интересные выводы. Например, для рассматриваемого мной варианта оказывается более эффективным винт 600*450, работающий при 1975 оборотах и утилизирующий мощность 78 лс, выдающий упор на 3 кгс выше, чем винт стрижа, 550*435, работающий на 2200 оборотах и забирающий все возможные 82лс, ( +2% эффективности винта) причем на частичных нагрузках среднего хода разница окажется еще выше! 4 лс разницы при том же упоре - это экономия почти 700 граммов топлива в час, между прочим! :)

Также, предположу, что в ячейку B32 надо поставить не сами обороты, а формулу "=G15" :), тогда вводить новые обороты можно один раз в G15.
Вот тут уже и используется кривая двигателя, чтобы определить новую располагаемую мощность по заданным оборотам. И круг замкнулся.

Извините, что многабукав :)

1639592600855.png
 

Владимир Ленько

Старожил форума
Расчёт буксировочного сопротивления можно сделать не только по Брюсу, но и по методике из той же книги Хейфеца "Гребные винты катеров". Она применима для переходного режима. Когда-то попробовал "разогнать" МСП до начала переходного режима - (число Фруда по водоизмещению=1). На память - скорость 17,2 км/ч, определил сопротивление, а потом пересчётом определял сопротивление при реальных, меньших скоростях. Сходимость хорошая, хоть расчёт сильно упрощённый - используется лишь водоизмещение и длина катера. Смоченная поверхность - я принял по приближённой формуле, но иногда она известна. Флотилии TY-... повезло - есть график буксировочного сопротивления корпуса "Лисы" до 7 узлов. Есть его же данные ходовых с замером мощности. Есть из чего пересчитывать.
В своей куче расчётов я задавал скорость методом "экспертной оценки" ("выпуклый морской глаз") или пересчётом с проектных данных (когда они есть). Благое намерение - найти тетрадку с самыми первыми и подробными расчётами винта для МСП, которые очень точно подтвердились на ходовых, подставить в исходную таблицу от Брюса и в корректированную здесь таблицу. Посмотреть.
Ещё раз : на графиках у Хейфеца сразу видно насколько винт эффективен. Там выделена полоса, где винты имеют наибольший кпд. Этого я не встречал на диаграммах у других авторов. Полоса достаточно широкая и винты с разным шаговым отношением, но в её пределах, отличаются по кпд незначительно. Расчёт по таблице скрыт - эффективен винт или можно лучше подобрать - неизвестно. Потому - если и буду пользоваться таблицей, то в сочетании с проверенной методикой по Хейфецу.
 
Последнее редактирование:

vasilisk

Старожил форума
Я человек ленивый, поэтому лучше день потерять, потом за пять минут долететь я или сделаю расчёт в Экселе/маткаде, или разберусь с готовым. Но тетрадочные расчёты я с облегчением забыл на втором курсе института, когда мне в руки попал маткад для дос. С тех пор никаких ручных расчётов, как бабка отшептала.
Методики "по Брюсу", думаю, не существует. Я, во всяком случае, пользуюсь бесплатной версией DelftShip для простых расчётов гидростатики и определения буксировочного сопротивления.
А вообще, конечно же, никого не уговариваю использовать тот или иной инструмент, тут кто как любит. Мне для принятия решения брать или не брать двигатель с редуктором срочно потребовалось провести серию расчётов по определению параметров всего пропульсивного комплекса с новыми вводными по передаточному отношению, надо было понять, жизнеспособна такая конфигурация для моего случая, или нет.
В том числе стоял вопрос, найду ли я подходящие винты в природе, или это будет отложенная проблема?
Вопрос снят, задача решена, двигатель куплен.
Для коллег решил выложить инструмент, который сам освоил, потратив некоторое время на его описание и перевод (перевод в величины СИ я в любом случае бы сделал для себя, ибо мыслить в имперской системе мер и весов у меня не получается).

Вам, Владимир, огромное спасибо за подтверждение сходимости полученного результата с учётом Вашего огромного опыта.
 
Я человек ленивый, поэтому лучше день потерять, потом за пять минут долететь я или сделаю расчёт в Экселе/маткаде, или разберусь с готовым. Но тетрадочные расчёты я с облегчением забыл на втором курсе института, когда мне в руки попал маткад для дос. С тех пор никаких ручных расчётов, как бабка отшептала.
Методики "по Брюсу", думаю, не существует. Я, во всяком случае, пользуюсь бесплатной версией DelftShip для простых расчётов гидростатики и определения буксировочного сопротивления.
А вообще, конечно же, никого не уговариваю использовать тот или иной инструмент, тут кто как любит. Мне для принятия решения брать или не брать двигатель с редуктором срочно потребовалось провести серию расчётов по определению параметров всего пропульсивного комплекса с новыми вводными по передаточному отношению, надо было понять, жизнеспособна такая конфигурация для моего случая, или нет.
В том числе стоял вопрос, найду ли я подходящие винты в природе, или это будет отложенная проблема?
Вопрос снят, задача решена, двигатель куплен.
Для коллег решил выложить инструмент, который сам освоил, потратив некоторое время на его описание и перевод (перевод в величины СИ я в любом случае бы сделал для себя, ибо мыслить в имперской системе мер и весов у меня не получается).

Вам, Владимир, огромное спасибо за подтверждение сходимости полученного результата с учётом Вашего огромного опыт.
Добрый день. Спасибо за проделанный труд. Хотел поинтересоваться, в каких единицах вычисляется кавитация на винте? Есть ли оценка перехода расчетного винта на 2ю степень кавитации при которой работа винта(упор) сводится к 0? Спасибо.
 

vasilisk

Старожил форума
Добрый день. Спасибо за проделанный труд. Хотел поинтересоваться, в каких единицах вычисляется кавитация на винте? Есть ли оценка перехода расчетного винта на 2ю степень кавитации при которой работа винта(упор) сводится к 0? Спасибо.
Если я правильно помню, то расчёт показывает вероятность достижения 10% потерь упора от кавитации, и тоже в процентах. То есть, чем ниже, тем лучше
 
Верх