Approfondimenti sul consumo dei motori [pag. 2]

Terza puntata

Dopo la pausa dell'Elba riprendiamo il nostro discorso.
Però, prima di affrontare la questione centrale del topic, cioè i consumi, è necessario ribadire ulteriormente un importante concetto relativo al funzionamento congiunto motore/elica.
Ad ogni regime la potenza fornita dal motore è uguale alla potenza assorbita dall’elica, in un generico punto di funzionamento stabile, per esempio il punto A di Fig. 6. Passando alle forze applicate sull’imbarcazione, la forza che spinge in avanti (data dall’elica) è uguale alla forza che resiste (attrito dell’acqua sulla carena) e quindi, essendo la risultante delle forze uguale a zero, non c’è né accelerazione né rallentamento, la barca semplicemente continua in moto uniforme.
Inoltre è evidente dalla stessa figura che la potenza assorbita è sempre MINORE della potenza che il motore potrebbe fornire se a quel regime di giri la manetta fosse tutta aperta: il surplus di potenza che si rende disponibile aprendo la manetta rappresenta proprio un aumento della forza che spinge in avanti l’imbarcazione, che quindi accelera fino a posizionarsi al massimo sul punto B. Il contrario avviene se si riduce la manetta per cui si ha un rallentamento corrispondente al regime del punto C.
Fig. 6

Adesso è necessario introdurre la curva dei consumi specifici, Fig. 7. I valori indicati rappresentano il consumo specifico in g / cv h ai vari regimi. Per ottenere il consumo totale è quindi necessario e sufficiente conoscere la potenza impiegata che, moltiplicata per il consumo specifico fornisce il consumo orario a quel regime. Praticamente, dobbiamo combinare le informazioni di Fig. 6 con le informazioni di Fig. 7
Sottolineo per l’ultima volta che la potenza impiegata è quella assorbita dall’elica e non quella erogabile dal motore.
Fig. 7

Riprendiamo la Fig. 1, tratta dal sito della Lombardinimarine, nella quale sono riassunti tutti i concetti fin qua esposti e facciamo i calcoli finali.
Ad un certo regime, ad esempio 2500 rpm, si determinano i valori delle grandezze in gioco:
potenza erogabile (inutile per il calcolo di consumi) = 69 cv (punto A)
potenza assorbita dall’elica = 41 cv (punto B)
coppia erogabile (inutile per il calcolo dei consumi) = 200 Nm (punto C)
consumo specifico = 195 g / cv h (punto D)

E quindi il consumo a questo regime risulta essere = 41 x 195 = 8 kg / h ovvero, dividendo per la massa volumica del gasolio (820 g / l), 10 l / h .

Questo è il consumo orario di quel complesso motore elica a quel regime di giri.
Fig. 1

Conclusioni
Per conoscere il consumo reale del nostro fuoribordo è necessario avere a disposizione i seguenti dati:
curva di potenza erogata dal motore, a tutti i regimi e a tutte le apertura di manetta;
curva di assorbimento di potenza dell’elica in funzione dei vari regimi di rotazione;
curva del consumo specifico del motore in funzione dei vari regimi di rotazione.



Ma nessuno di noi ha a disposizione questi dati e quindi?

Ragioniamoci su e poi ne parleremo nelle conclusioni bis di questa trattazione.



continua

Mumble... Mumble... Fino a "vecchia storia", ho capito tutto...

fran ha scritto:

Ma nessuno di noi ha a disposizione questi dati e quindi?

Ipotizzo:
a) stiamo consumando banda a Van?
b) hai un asso nella manica, ma fai il prezioso....?

Eh!

Ma ti pare che gli ingegneri di fronte alla mancanza di dati si incartano e non vanno nè avanti nè indietro?

Qualche piccola chance ancora c'è

Smartcraft, taccuino e biro ?

E via di prove empiriche

alberto ang ha scritto:

Buongiorno , per avvicinare la curva B alla curva A basta che aumentiamo passo e diametro dell'elica , ma questo non e' possibile!

sarebbe possibile con delle eliche a passo variabile, così come esistono per gli aerei, o sbaglio ?

Fran,
stiamo anticipando troppo ? :-)


Saluti
Enrico

Le eliche a passo variabile sarebbero per le barche come il cambio per un'automobile; più che un cambio, anzi, come una sorta di variatore.

La vedrei una soluzione ottima, tuttavia credo che questo sistema non venga applicato per via dei costi che comporta. Ma mi sa che stiamo andando OT...

Ma perchè volete avvicinare la curva di potenza erogabile dal motore alla curva di potenza assorbibile dall'elica?

Immaginate di esserci riusciti, anzi, con vari artifizi elettronici, meccanici, con l'aiuto della Madonna Addolorata siete riusciti a far coincidere esattamente le due curve .......

Cosa succede?

fran ha scritto:

Ma perchè volete avvicinare la curva di potenza erogabile dal motore alla curva di potenza assorbibile dall'elica?

Immaginate di esserci riusciti, anzi, con vari artifizi elettronici, meccanici, con l'aiuto della Madonna Addolorata siete riusciti a far coincidere esattamente le due curve .......

Cosa succede?

Le curve hanno andamenti differenti.

Il grafico dell'erogazione di potenza è concavo, quello della potenza assorbibile dall'elica è convesso.

Non si riuscirebbe a sovrapporle ed il punto di corrispondenza rimarrebbe sempre un punto di intersezione.

Però, se dal punto di vista empirico, potrei immaginare cosa accadrebbe ad avere una elica a passo variabile, dal punto di vista teorico, cercando di seguire il tuo ragionamento, ammetto di arrancare un po'

Allora vuol dire che non hai letto con attenzione i post precedenti

E' stato detto che il surplus (differenza) di potenza erogabile rispetto alla potenza assorbita serve a qualcosa (pssst? ad aumentare la velocità?)..........
Immagina che (ipoteticamente) le due curve coincidano e quindi questa differenza sia uguale a zero..........
Che succede?