انجمن علمی مهندسی معماری دریایی دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار
Association of Naval Architecture  
پیوندهای روزانه
دیالوکس پونیشا :: نیروی کار مجازی
X بستن تبلیغات
پونیشا :: نیروی کار مجازی
X بستن تبلیغات

پروانه های غلاف دار ابتدا توسط لوئیجی استیپا (Luigi Stipa) مهندس ایتالیایی در سال 1931 به منظور استفاده در هواپیما اختراع شدند (شکل روبرو). پس از آن لودویک کورت (Ludwig Kort) آلمانی در سال 1934 از این سیستم، برای سیستم رانش شناور ها استفاده کرد.






یک پروانه برای آنکه بیشترین نیروی رانش (تراست) را تولید کند باید بتواند حجم آب بیشتری را جابه جا کند. غلاف ها در واقع برای هدایت بهتر آب در هنگام ورود به پروانه ساخته شده اند. هنگامی که پروانه ها در آب می چرخند، در سطح جلو و پشت پره ها گرادیان فشار به وجود می آورند. در سطح جلوی پروانه (face) فشار کم و در سطح پشت (back) آن فشار زیاد است. این اختلاف فشار اساس تولید نیروی رانش است.


اختلاف فشار زیاد دو سطح پروانه هر چه به سمت لبه ی پره ها می رود، بیشتر می شود. در نوک پره ی پروانه، آب به یک باره از سطح پر فشار به سطح کم فشار حرکت می کند. در پی آن راندمان پروانه کاهش می یابد. پروانه های غلاف دار از فرار آب در لبه ی پره ها جلوگیری می کنند و راندمان از دست رفته (در پروانه های معمولی) را به آن بر می گردانند.

سطح مقطع ورودی غلاف از سطح مقطع خروجی آن بزرگتر است.  با فرض چگالی ثابت آب و بر اساس قانون پیوستگی (m1A1=m2A2) مقدار آبی که از سطح خروجی می گذرد باید از مقدار آب سطح ورودی بیشتر باشد. لذا آب باید برای تحقق این مساله شتاب بگیرد. بنابر این سرعت آب در هنگام خروج از سرعت آن در هنگام ورود بیشتر خواهد بود. پس در پروانه هایی که دارای غلاف هستند نسبت به پروانه های معمولی آب با سرعت بیشتر وارد پروانه می شود. در نتیجه در یک گشتاور و قدرت ثابت، در پروانه های غلاف دار، هم حجم بیشتری از آب جابه جا می شود و هم نیروی رانش بیشتری تولید می شود.

غلاف ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: افزاینده و کاهنده. هر یک از آنها مزایا و معایبی دارند . غلاف افزاینده سرعت شناور و نیروی رانش را افزایش می دهد . لودویک کورت تحقیقات زیادی بر روی این غلاف ها انجام داد. از این رو این نوع از غلاف ها به نازل کورت معروف شده اند. اما غلاف کاهنده برای کاهش کاویتاسیون روی پروانه استفاده می شود. این غلاف هر چند سرعت را کاهش می دهد اما در شناور های نظامی به دلیل خاصیت نویز کمتر (ناشی از کاهش کاویتاسیون) مورد استفاده است.









سطح مقطع غلاف به شکل هیدروفویل است. پس با تغییر شکل هیدروفویل عملکرد سیستم پروانه و غلاف تغییر می کند. در برخی غلاف ها، با افزایش سرعت کشتی نیروی پسا افزایش می یابد. چند نوع طراحی برای این غلاف ها وجود دارد که به نازل کورت (Kort) و نازل برنجی (Rice) معروف هستند. تفاوت این دو نوع غلاف در مقدار ضریب درگ آن هاست. در نازل کورت (شکل سمت چپ)مقدار ضریب درگ 0.17 و در نازل برنجی (شکل سمت راست) مقدار آن 0.01 می باشد.

غلاف ها علاوه بر آنکه به افزایش نیروی رانش کمک می کنند نوعی حفاظ برای پروانه نیز محسوب می شوند؛ زیرا اطراف پروانه را به خوبی می پوشانند که از برخورد پره های آن با اجسام درون آب مثل یخ های قطبی جلوگیری می کند. با اینکه غلاف ها از نظر حفاظتی برای پروانه ها مفید هستند اما در هنگام تعمیرات و عملیات تمیز کاری پروانه مشکل آفرین می شوند.

کارایی سیستم پروانه های غلاف دار در سرعت های پایین از پروانه های معمولی بیشتر است. به همین دلیل از این پروانه ها در شناور های ماهیگیری و یدک کش بیشتر استفاده می شود. با آزمایشاتی که بر روی این سیستم انجام شده است، مشخص شده است که تست قدرت کششی کشتی  (bollard pull)، 30% بیشتر از پروانه های معمولی بوده است. تست قدرت کششی کشتی روشی مرسوم برای اندازه گیری توان یک شناور است.

مزیت دیگر پروانه های غلاف دار، کاهش اثر چرخ پدالی (paddle wheel effect) می باشد. اثر چرخ پدالی به اثر گفته می شود که در هنگام چرخش پروانه یک نیروی عرضی در پاشنه به وجود آید. 

منابع: 

http://en.wikipedia.org

http://www.propellerpages.com




طبقه بندی: سیستم رانش،  آموزشی،  هیدرو دینامیک،  نوآوری،  معماری کشتی، 
برچسب ها: پروانه های غلاف دار، هیدروفویل، نازل کورت، تست قدرت کششی کشتی (bollard pull)، اثر چرخ پدالی، paddle wheel effect، لودویک کورت (Ludwig Kort)،  
[ دوشنبه 29 اردیبهشت 1393 ] [ 19:26 ] [ محمد خراشاد ]
درباره وبلاگ

آخرین مطالب
لیست آخرین مطالب
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic