Elica acciaio o alluminio??? [pag. 9]

Posso cortesemente chiedere di rimanere nel costruttivo lasciando fuori di qui la rabbia che TUTTI noi accumuliamo durante le giornate?
Se ognuno di noi scrivesse della propria rabbia farei prima a metter su un bel www.inca..atissimi.com e sarebbe frequentatissimo ma non è questo lo scopo.

Vi prego, rimettete a posto le firme... da bravi.

a proposito di toccate, anni fa mi è capitato, in Corsica, di immettermi in un canale che sfociava in mare dove c'era un via vai di barche. Ero praticamente al minimo, l'acqua era torbida, stavo seguendo un gommone davanti a me, pensando: se ci passa lui.... Improvvisamente una piccola onda mi ha fatto alzare e nel momento in cui mi sono abbassato ho urtato un macigno poco sotto il pelo dell'acqua. Risultato le pale dell'elica in alluminio piegate a 90°, e dire che ero al minimo. Sostituita l'elica, nessun danno alla trasmissione. Se l'avessi avuta in acciaio?

stinger ha scritto:

a proposito di toccate, anni fa mi è capitato, in Corsica, di immettermi in un canale che sfociava in mare dove c'era un via vai di barche. Ero praticamente al minimo, l'acqua era torbida, stavo seguendo un gommone davanti a me, pensando: se ci passa lui.... Improvvisamente una piccola onda mi ha fatto alzare e nel momento in cui mi sono abbassato ho urtato un macigno poco sotto il pelo dell'acqua. Risultato le pale dell'elica in alluminio piegate a 90°, e dire che ero al minimo. Sostituita l'elica, nessun danno alla trasmissione. Se l'avessi avuta in acciaio?

forse potevi piegare l'asse,ma non e' una regola!in ogni caso dopo una toccata del genere e' meglio verificare col comparatore l'asse!

Caro Van Bob forse volevi dire aumento di giri con un'elica da 19" rispetto a quella da 17". Ciao a tutti

VanBob ha scritto:

OTTIMO!!!

A questo punto mi domando il motivo di un diminuzione dei giri max con l'utilizzo di un'elica da 19 al posto di quella da 17.
Forse quella in alluminio da 19 si deforma a tal punto da diventare di passo minore del 17???

Tra i dati in tuo possesso hai anche il gear ratio (rapporto di riduzione) al piede? Dovresti averlo sul libretto del motore.... con quello potrei fare dei calcoli interessanti.

P.S.
velocità da GPS o solcometro?

Olonese ha scritto:

Caro Van Bob forse volevi dire aumento di giri con un'elica da 19" rispetto a quella da 17". Ciao a tutti

In questo caso si, avevo scritto male. Leggendo il post precedente al mio si capisce che ha lui rilevato un regime inferiore con un'elica di passo più corto... strano no?!?

Vorrei aggiungere un contributo alla discussione.

Un'elica che si deforma (VanBob mi ha aperto gli occhi ) non cede e non acquista passo.
La teoria fa pensare che la deformazione delle pale, qualora avvenga, sia differente dalla torsione rispetto all'asse radiale dell'elica (torsione che servirebbe per variare il passo).

Cerco di spiegarmi partendo dalla rappresentazione dell'elica che segue su cui ho indicato senso di rotazione e direzione propulsiva :

Una eventuale deformazione tenderebbe, se potesse avvenire, a ridurre il più possibile la resistenza alla rotazione delle pale. Tenderebbe pertanto alla riduzione del passo, (grazie VanBob ) facendo assomigliare l'elica a qualcosa del genere (le pale dovrebbero tendere a parallelizzarsi al senso di rotazione per annullare la resistenza) :

Ovvio che questa rotazione delle pale non è possibile in quanto saldamente vincolate alla base sulla superficie esterna del corpo dell'elica (che risulta anche il punto strutturalmente più rigido di tutta la pala).

Data l'impossibilità di muoversi in tal senso, l'unica possibile deformazione che può assumere la pala, cedendo a forza meccanica eccessiva, è quella che (esagerando al massimo) segue :

In tal caso le pale hanno ceduto e l'elica si chiude perdendo completamente la spinta propulsiva.

***

Discorso alluminio/acciaio

- alluminio: materiale rigido (=meno elastico);
- acciaio : materiale elastico.

L'elasticità è la capacità di un materiale di opporre resistenza meccanica alle forze che agiscono su di esso e di riacquistare la propria forma iniziale quando queste forze cessano.

Oltre il "limite di elasticità" (quindi applicando più forza di quella che permette al materiale di tornare alla forma originaria) si passa alla fase plastica, quella in cui il materiale viene deformato permanentemente.

Superando il "limite di plasticità" interviene la "frattura" del materiale.

Inserisco un grafico:

L'acciaio sarà anche più elastico dell'alluminio, ma, con ottima approssimazione, la forza meccanica necessaria per arrivare alla sua regione elastica (cioè quella in cui il materiale inizia a deformarsi NON permanentemente, sarà nettamente superiore a quella necessaria per arrivare alla regione elastica dell'alluminio.

L'alluminio è meno elastico (più rigido ?) dell'acciaio perchè la sua regione elastica (vedi grafico) risulta ridotta rispetto a quella dell'acciaio prima di arrivare alla regione plastica.

Tutto questo non deve confonderci le idee, perchè la forza meccanica necessaria per far entrare una pala inox nella regione elastica sarà tale per cui quella in alluminio si sia già fratturata da un pezzo; sempre a parità di dimensionamento.

Eccedento con l'esempio, un'elica in cristallo di bohemia sarà più rigida (meno elastica, ma anche meno plastica) sia di quella in alluminio che di quella in acciaio (il grafico avrebbe le regioni elastica e plastica tendenti a zero; arrivando subito alla frattura), solo che la quantità di forza meccanica per arrivare alla frattura delle pale sarà molto ridotta.

Ecco perchè l'alluminio è rigido ("rigido" è un aspetto dell'elasticità come "bagnato" è un aspetto dell'umidità; rigido=meno elastico), ma, nonostante questo si deforma e si frattura molto prima dell'inox.

Non per niente quando un'elica in alluminio batte sugli scogli, si rompe l'elica (o si deforma perchè raggiunge facilemte la zon plastica). Quando batte una inox, potrebbe rompersi il riduttore (perchè prima di raggiungere la zona plastica dell'elica, si raggiunge il limite di frattura del riduttore)

Bellissimo post mauro!

Quello che mi lascia dubbioso, oltre a una marea di altre cose, è il fatto che le pale di un'elica non siano costruite proprio come riportate nel tuo schema esemplificativo bensì abbiano profilo rastremato e sezione (banalmente: spessore) variabile. Nella fattispecie lo spessore è più grande nei pressi dell'attacco al mozzo e più sottile all'estremità della pala per sopportare il differente sforzo esistente nei 2 punti.
Fatta questa dovuta premessa mi domando se la teorica deformazione (visibile nella tua terza immagine) avviene anche in pratica, tu hai ipotizzato una deformazione "lineare" sia nei pressi del mozzo che nei punti estremi della circonferenza... come facciamo ad essere sicuri che non avvenga una deformazione non lineare e che, proprio a causa della maggiore deformazione all'esterno, non avvenga una reale diminuzione del passo effettivo rimanendo efficace l'angolo di attacco all'interno e ridotto quello all'esterno?

Altro dubbio (e mica finiscono qui...), se le cose fossero realmente così a quali regimi ed andature si verificherebbero i diversi fenomeni?
Dobbiamo ipotizzare maggiore deformazione a basse velocità dell'imbarcazione ed alti valori di coppia (fase di accelerazione, manetta aperta) oppure alle alte velocità dell'imbarcazione al massimo del regime di rotazione con bassi valori di coppia (velocità costante alla massima potenza, manetta aperta)?

Dopo aver scritto un post come questo sono sempre avvezzo a chiedere scusa ai fisici (quelli veri) che al leggere quanto esposto impallidiranno!

Citazione:

Posso cortesemente chiedere di rimanere nel costruttivo lasciando fuori di qui la rabbia che TUTTI noi accumuliamo durante le giornate?

aggiungerei anche quella che accumuliamo negli altri forum in rete....

Bhe sul discorso elasticità dei materiali credo ci sia poco da dire; comprova ne sia la empirica esperienza di tutti i giorni che ci insegna che l'elica inox, per quanto più elastica, risulti ben più tosta da flettere.

Relativamente al discorso della flessione della pala e del modo in cui questa fletta, ho voluto banalizzare il problema per semplificare la vita. Questo fino a quando qualche luminare di ingegneria meccanica non si riprenderà dallo shock di aver letto tale scempio, illuminandoci a dovere con formulone che ci faranno fare più casino di prima.

La pala effettivamente non è rettilinea, è rastremata nello spessore (e talvolta anche nella forma) dalla base verso l'estremità, possiede (o meno) un "cup" in uscita, può avere passo costante o variabile, e, alla fine può essere perfino di alluminio oppure inox

Il disegno pecca in primis di capacità di modellazione solida dell'autore (io ) su corpi così complessi come una pala di elica; vermo restando che voleva essere semplificativa, lavorando per assurdo e su un modello generalistico.

Alla fine una pala, ammesso e non concesso che lo faccia, per ridurre il passo (assodato che non lo aumenta mai) dovrebbe torcersi sull'asse radiale del mozzo passante per il proprio centro. Tuttavia non si torcerebbe dalla base (saldata al mozzo e di spessore importante), ma lo farebbe progressivamente via via che il suo spessore diminuisce verso l'estremità più esterna.

In soldoni e riassumendo:

Se l'alluminio dovesse effettivamente flettere accorciando il passo:

- l'alluminio sarebbe migliore in partenza
- pari merito teorico in crociera (o, al limite, leggero vantaggio dell'inox una volta avviata)
- l'inox sarebbe da preferire per alta velocità (per l'inerzia che aiuterebbe la rotazione veloce).

Se l'alluminio NON dovesse flettere

- Alluminio sempre migliore in partenza per la minor massa da mettere in rotazione
- pari merito teorico in crociera (o, al limite, leggero vantaggio dell'inox una volta avviata)
- l'inox sarebbe da preferire per alta velocità (per l'inerzia che aiuterebbe la rotazione veloce).

I vantaggi dell'inox sarebbero tali per cui il maggior esborso economico NON ne giustificherebbe comunque l'acquisto.

Aggiungo:

...per la maggior parte dei diportisti.