Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Pozor, chcete-li přispívat, musíte být zaregistrovaní.

Nejste přihlášen(a)

  • Index
  •  » Fyzika
  •  » Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

#1 30. 07. 2010 09:26

Chamonyx2
Zelenáč
Registrovaný: 30. 07. 2010
Příspěvky: 1
Reputace :   

Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

Zdravím vás,

vím že je čas prázdnin, ale i přesto bych potřeboval pomoci s následující úlohou.

Krychle o rozměru 1 metr krychlový je naplněna tekutinou, která má podobnou hustotu jako voda.
Jak silný motor je potřeba k hladkému otáčení vrtule ve vodě (jak silný odpor klade voda na vrtuli)
Vrtule bude ponořena zhruba uprostřed výšky krychle.

Doplňující info :

Požadovaná rychlost je cca:  1 ot. / 2 sec
Průměr je 200 mm a výška vrtule je 57 mm.
Vrtule má tvar klasický (trojlistá, podobná klasické z ventilátoru)
Bude uchycená na závitu M16.

Díky za pomoc !!

Offline

 

#2 30. 07. 2010 11:10

pietro
Einstein
Registrovaný: 10. 03. 2010
Příspěvky: 668
Reputace :   17 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ Chamonyx2: Ahoj, myslím používajú sa tam vyslovene empirické vzorce..skúsim niečo na ukážku vypátrať... no na prvý odhad skús..Odkaz

Offline

 

#3 30. 07. 2010 13:02

pietro
Einstein
Registrovaný: 10. 03. 2010
Příspěvky: 668
Reputace :   17 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ Chamonyx2: Doplnam o dalsie poznatky..Odkaz

Offline

 

#4 30. 07. 2010 17:28

mikrochip
Pythagorás
Registrovaný: 30. 12. 2009
Příspěvky: 51
Reputace :   -3 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

Ano,jak napsal PIETRO,platí empirické vzorce (viz jeho odkaz 2).

Problém se dá zredukovat na výpočet příkonu vrtulového míchadla. Je to záležitost chemického inženýrství.

Musíme ale znát přesný tvar míchadla a geometrii nádoby.

Příkony se měří na modelech a pak se přepočítávají na velká zařízení. Jako chemik jsem tohle měřil
mockrát.

Takže v zadání doplnit přesný nákres umístění míchadla,dále je nutno znát teplotu,hustotu a viskozitu
míchané kapaliny atd.  (velmi pěkně zpracováno v odkaze č.2 od PIETRO)

Bez těchto údajů postrádá úloha smysl !!!

Offline

 

#5 31. 07. 2010 11:27

pietro
Einstein
Registrovaný: 10. 03. 2010
Příspěvky: 668
Reputace :   17 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ mikrochip:Ďakujem Ti za podporu v našom empirickom "tápaní" pri modelovaní
tohoto prípadu. Musíme sa zmieriť asi s tým, že nie všetko sa dá vypočtať. Aké máme k dispozícii prostriedky na
modelovanie? Napadá ma matematika, realita a PC.V tomto prípade matematika neviem či je to pravé orechové, experiment v reáli je časovo a finančne náročný a ostáva PC. Keby tak bolo vhodné univerzálne modelovacie médium na PC ..... to by bol experiment! To by sa predpovedalo správanie systémov.....

Offline

 

#6 04. 08. 2010 12:04

pietro
Einstein
Registrovaný: 10. 03. 2010
Příspěvky: 668
Reputace :   17 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ Chamonyx2:Rado sa stalo a potešenie aj na mojej strane-ďakujem , keď by bolo potrebné i nabudúce sa vidíme tu na fóre :-)

Offline

 

#7 04. 08. 2010 13:46

rughar
Pythagorás
Registrovaný: 30. 07. 2008
Příspěvky: 249
Reputace :   

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ mikrochip:

Dovolil bych si tady mírně reagovat ne způsob odpovídání. Ono je lehké říci, že bez jistých parametrů nemá úloha smysl. Takto ale potom asi nemá smysl vůbec nic. To, že se mi v nějaké vztahu zchovává konstanta závislá na geometrii úlohy, jejíž honotu neznám, tak to neznamená, že celý vztah obsahující tuto nám exaktně neznámou konstantu je zcela k ničemu. V této úloze je oním neznámým Reynoldsovo číslo.

Mimochodem k tomu článku, který Pietro uvádí. Trochu se mi nezdá to jejich Reynoldsovo číslo. Definováno je nějak takto

http://cs.wikipedia.org/wiki/Reynoldsov … D%C3%ADslo

Je mi opravdu záhadou, jak toto číslo, které mi udává něco jako míru turbulence tekutiny může (podle vztahu článku) záviset na geometrii turbíny tak jednoduše, že tam v podstatě vystupuje jenom průměr míchadla. Nejspíš by se dalo chápat, že uvedeným veličinám je Reynoldsovo číslo nějak úměrné. Ale přímo rovno? Nehraje tam roli plocha listu míchadla? A při velikých rychlostech bude záviset opravdu lineárně na rychlosti otáčení turbíny? (tedy jestli lineárně závisí střední hodnota proudění tekutiny na rychlosti otáčení turbíny - nutně nemusí vzhledem k narůstajícím turbulencím)

Offline

 

#8 07. 08. 2010 10:26

pietro
Einstein
Registrovaný: 10. 03. 2010
Příspěvky: 668
Reputace :   17 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ rughar:Zdravím srdečne a sa Ti posťažujem: V úvodných prednáškach na škole ma oslnili aj tieto čísla:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dimensionless_quantity ...
Pekne krásne definované, ucelené,  uhladené radosť používať. No keď som ich uvidel v niektorých vzorcoch umocnené napr. na exponent =3.8 a pod. tak sa mi ich  logická podstata stratila ... prestal som veriť v jednoduchosť.. :-(
Ale ospravedlňujem sa za odbočenie. Pekný deň!

Offline

 

#9 09. 08. 2010 20:12

mikrochip
Pythagorás
Registrovaný: 30. 12. 2009
Příspěvky: 51
Reputace :   -3 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

napíši vztah pro Reynoldsovo číslo pro míchání   


Re = ( ró * n^3 * d^5)/ mí


hustota míchané kapaliny,otáčky míchadla,průměr míchadla,dynamická viskozita kapaliny


...   hustota přesně , ne "podobná vodě" !!!


Dále potřebujeme příkonové kriterium atd.


viz třeba  V.Míka   Základy chemického inženýrství !!!         :-)))))))

Offline

 

#10 09. 08. 2010 22:25

rughar
Pythagorás
Registrovaný: 30. 07. 2008
Příspěvky: 249
Reputace :   

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

↑ mikrochip:

Vaše Reynoldsovo číslo

Re = ( ró * n^3 * d^5)/ mí

Reynoldsovo číslo z článku od Pietra

Re = ( ró * n * d^2)/ mí

Jestli se shodnem na významu veličin (mí je dynamická vizkoszita, d rozměr míchadla, n frkvence otáčení), pak je mi divné, že se ty vztahy poměrně dost liší.

Já znám Reynoldsovo číslo definované vztahem

Re = v * d / nu = (v * d * rhó)/ mí

Kde 'v' určuje střední hodnotu rychlosti tekutiny. Tento vztah platí pro trubici tloušťky 'd'. Beru-li v úvahu jednotky, pak se alespoň v tomto shoduje s tím v článku od Pietra. V každém případě shoda v jednotkách je jen taková mírně naivní kontrola.

Podle toho vztahu z Pietrova článku. Skutečně se dá říct, že střední hodnota rychlosti tekutiny je úměrná (n * d) a oblast "od lopatky k lopatce" je úměrná d. Je tedy určitě pravda, že až na konstantu má Pietrův článek pravdu. Zajímavé v tom článku je, že pak v onom příkonovém čísle se zbylé geometrické parametry vedle Reynoldsova čísla zohledňují. V článku tak ve směs zavádí své vlastní nekonzistntní Reynoldsovo číslo a dalším ne zcela konzistantním vztahem své "sekuntí" v Reynoldsově čísle napraví podle toho, aby to sedělo na experimenty. Proti gustu... proč ne že. Funguje to. Jen bych to nenazýval Reynoldsovým číslem, ale najkým jeho podivným násobkem.

Offline

 

#11 10. 08. 2010 09:38

mikrochip
Pythagorás
Registrovaný: 30. 12. 2009
Příspěvky: 51
Reputace :   -3 

Re: Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

Dostal jsem se sem teprve teď.... :-)))

To Reynoldsovo kriterium se liší od běžně užívaného v hydraulice a souvisí s kriteriem Froudeho a kriteriem
příkonovým.

Záleží na úpravě vzorců a pojmenování kriterií,které se liší dle užité literatury.

Přikládám obrázky,podle kterých se dá počítat.

Po upřesnění vstupních dat jsem schopen provést výpočet. Rozhodně postrádá smysl řešení,kdy si musím
vstupní data "jen tak domýšlet" !!!


http://www.sdilej.eu/pics/768ff92152f36 … 86b31a.jpg
http://www.sdilej.eu/pics/d81c441d61df5 … 213d99.jpg
http://www.sdilej.eu/pics/b5c78d05424ae … cb086f.jpg

Offline

 
  • Index
  •  » Fyzika
  •  » Jak silný motor k otáčení vrtule ve vodě

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson