L'effetto evolutivo dell'elica, chi lo conosce? [pag. 17]

Ciao Alberto Ang

Accelerando bruscamente sul vecchio 521 si avvertiva chiaramente la coppia di reazione

Provate a vedere cos'è la precessione, quell'esperimento per cui la ruota di bicicletta, se appoggiata da un solo lato del mozzo ma messa in rotazione non cade, ma..?

Non e' questione di cattedra ma in questi giorni sono veramente impegnatissimo e non ho tempo. Inoltre adesso sono con il cellulare. Domani mattina spero di trovare finalmente un pochino di tempo per provare a spiegare il mio punto di vista.

VanBob ha scritto:

Nel caso del tuo siluro entra in gioco la forza di Coriolis....

Anche Coriolis adesso ci si mette a complicare le cose?

Lasciamolo da parte un attimo, anche perchè l'influenza delle forze di Coriolis su di un siluro che viaggia per qualche miglio a 30 nodi "anche fosse perpendicolore alla direzione di rotazione della terra), sebbene importanti se si si vuole silurare una rana pescatrice su di un fondale di 23000 piedi, sono trascurabili ai nostri fini.....

Mi rendo conto che l'esempio era un po' ardito....vabbeh
L'esempio del siluro l'avevo fatto solo per confutare l'ipotesi della virata indotta da pale che affrontavano pressioni differenti e, qualcuno dice, densità differenti.

Come giustamente sosteneva Chewbacca :
L'acqua è un liquido e per definizione, è INCOMPRIMIBILE

Si ha quindi che:
supeficie, temperatura di 0°c, pressione di 14,7psi ;avremo densità dell'acqua pari a 1g/cm3;
profondità di 4500 metri, temperatura 0°C, pressione di7350psi; avremo densità dell'acqua pari a 1,024 g/cm3 (fonti: qualsiasi libro di chimica)

ad una distanza che separa la pala più in superficie da quella più immersa pari a 30 cm ma che dico...facciamo 2 metri, prendiamo un bell'elicozzo di nave-container, bene, a queste profondità avremo differenze di densità dell'ordine di 10^-5....

ergo....

La densità dell'acqua non ha nessuna influenza sull'E.E.

La pressione idrostatica, quindi, in che modo dovrebbe sortire qualche effetto sull'elica causando quella spinta laterale che di cui si parlava?

Secondo me, in nessun modo

Mi sembra di averlo già affermato, se così non fosse lo faccio adesso.
E se iniziassimo a parlare di parallelogramma di forze e come diceva il buon Galileo considerassimo direzione , modulo e verso ?

attendiamo l'autorevole fran, chi sa parli o taccia per sempre

Ho un minuto di tempo e posto un veloce commento su alcuni dei punti in discussione.


Quoto Panula in toto.

Però, riguardo la densità dell'acqua, bisogna fare una precisazione, di seguito esposta:
l'acqua non è incomprimibile, ma le sue variazioni di massa volumica (correntemente chiamata densità) sono percepibili solo a pressioni elevatissime.
Per esempio, nelle macchine Water-jet, che mandano acqua a velocità supersonica contro un materiale da tagliare (Gli antichi romani dicevano "Gutta cavet lapidem" ) la pressione da esercitare sull'acqua a monte dell'ugello in cui avviene la conversione energia di pressione --> energia cinetica è dell'ordine delle 4000 atmosfere: in queste condizioni l'aumento di massa volumica è dell'ordine del 10%, che per una corretta progettazione del sistema amplificatore di pressione non è trascurabile.
Nel caso dell'analisi delle forze esercitate sull'elica, in cui le variazioni di pressione sono dell'ordine di alcuni centesimi d atmosfera il femomeno è assolutamente trascurabile e quindi è possibile affermare:
la densità dell'acqua è costante


La forza di Coriolis.......lasciamola valutare a coloro i quali hanno a disposizione strumenti che riescano a misurare i nanogrammi, e poi ne riparliamo


La pressione idrostatica, dovuta all'altezza della colonna d'acqua a partire dal pelo libero, è data dalla Legge di Stevino P = ro g h (ro massa volumica, g accelerazione di gravità, h altezza del battente idrostatico. Nel caso di un'elica di 15" di diametro (circa 0.4 m) la differenza di pressione è: Delta_P = 1 x 9.8 x 0.4 = 40 N / dm^2. Questa pressione esercita una forza pari a F = P x s (s = superficie della pala). Ipotizzando una pala di superficie 10x10 cm^2 (=1 dm^2) si ha che la differenza fra la forza esercitata dalla pressione idrostatica sulla pala superiore e sulla pala inferiore è circa 40 N. Se pensiamo la forza applicata sul baricentro della pala (circa metà altezza) la differenza fra le due forze è uguale a 20 N.
Consideriamo adesso la forza assiale, quella che spinge la barca in avanti. Ipotizzando una potenza applicata W = 50 kW ad una velocità V = 20 nodi, si ha che la componente assiale della forza vale F = W / V = 50000 / 10 = 5000 N.
Quindi, la forza esercitata dalla differenza di pressione è circa 20 / 5000 = 0.4% della forza che spinge la barca, quindi decisamente trascurabile.
A velocità inferiori, per esempio 2 nodi, alla quale la potenza impiegata è, ad esempio, 2 kW, allora il precedente rapporto rimane sempre molto piccolo, in quanto F = 2000 / 1 e quindi 20 / 2000 = 1%.
Ci sarebbe da considerare anche che la pala è inclinata rispetto all'asse dell'elica e quindi bisognerebbe considerare la proiezione delle forze (quindi moltiplicando rispettivamente per sen (theta) e cos (theta), (theta varia lungo la pala e quindi è da tenere dentro il segno di integrazione con notevoli complicazioni di calcolo): le funzioni seno e coseno sono sempre minori d i1 e quindi le possiamo trascurare e lavorare a favore della sicurezza.
In realtà la forza esercitata dal battente idrostatico su una faccia della pala è uguale e contraria alla forza esercitata sull'altra faccia della pala (a meno dello spessore della pala) e quindi è possibile affermare:
la differenza di pressione dovuta al battente idrostatico fra la parte superiore e la parte inferiore dell'elica è nulla






Nel prossimo intervento cercherò di spiegare alcune mie precedenti affermazioni riguardo la somma delle forze e dei momenti e il principio di conservazione del momento dalla quantità di moto.

VanBob ha scritto:

Yatar1963 ha scritto:

Altrimenti si continuerà a raccontare la favoletta che la "pinnetta non serve" e che l'EE "non fa inclinare la barca".
Eppure sia le forze che incidono sia quelle di contrasto sono evidenti e matematicamente calcolabili.

Infatti la pinnetta ha una sua utilità e ad inclinare il battello è la rotazione dell'elica.

Certo!
La pinnetta non è nient'altro che un'appendice idrodinamica che assume efficienza (ovvero: funziona) da una certa velocità in poi
Maggiore è la velocità minore è la superfice necessaria a determinare un effetto contrastante: come negli aerei, più vai veloce meno devi agire sulle superfici di governo. Se vai piano non riesci ad otetnere effetti nemmeno utilizzando al massimo le superfini di contrasto.

Ovviamente la pinnetta non cancella l'EE, ma lo compensa semplicemente così come farebbe il timone su una linea d'asse.

Tornando alla provocatoria spiegazione (per quanto di fonte teoricamente dotta) che ho dato sulla differenza di pressione a diversa profondità in acqua è evidente che è insuffiiciente, a prescindere da tutti gli altri fattori che agiscono:
pensiamo all'EE che genera l'elica di un aereo: a 0 o a 1 metro di quota relativa in nell'aria la differenza di pressione è insignificante!
Eppure provate a rullare su una pista senza compensare: sembrerete (come è successo a me) degli ubriachi zigzaganti.
Evidentemene la difefrenza di pressione c'entra, ma è data dal moto dell'elica che agisce sul fluido e non dalla esterna e diversa densità del fluido in cui l'elica

Ricordiamo che nell'EE non è la prua che accosta a sinistra, ma la poppa che accosta a destra: differenza non da poco!
E aggiungo (per pura teoria): a destra ed in alto
Ovvio quindi che una barca con elica destrorsa e una V molto ampia a poppa barca inclini a SX.
La barca più veloce va in planata meno resistenza la sua carena pone all'EE (l'EE noi lo vediamo come moto traslato, ma in effetti è una rotazone: se tenete ferma l'elica è laeroplanino che si mette a girare lungo il suo asse, no?)
Infatti, inclinando pone più carena in acqua, fino al momento in cui la maggior carena in acqua non offre resistenza trasversale sufficiente.
Oppure usi il flap che fa aumenta prima la resistenza e fa in pratica da alettone

Ne deriva che la spiegazione più logica imho è quella legata al moto di rotazione e di conseguente rivoluzione dell'elica.
Quindi non mi dispiace e mi associo all'ipotesi di Stefano C del giroscopio, anche se è un esempio un po' forzoso nel nostro caso

sinceramente comincio ad essere un po' in difficolta' a seguire questo interessante e istruttivo topic sia per la complessita' di alcune risposte infarcite di formule alle quali dovrebbe seguire una spiegazione piu' alla portata di tutti, che a teorie totalmente contrastanti anche tra soggetti preparati nella materia. cercando di trovare anche su internet informazioni il piu' possibili attendibili ho trovato questo articolo che almeno riporta anche il nome e la qualifica dell'autore. sarebbe davvero interessante conoscere la versione dell'ing. Donno forse il piu' qualificato in materia

Citazione:

Questi effetti, in qualche caso, possono essere opposti a quelli descritti.

Quindi, il bianco è uguale al bianco ma, in qualche caso, può essere uguale al nero.

martiello123 ha scritto:

sinceramente comincio ad essere un po' in difficolta' a seguire questo interessante e istruttivo topic sia per la complessita' di alcune risposte infarcite di formule alle quali dovrebbe seguire una spiegazione piu' alla portata di tutti, che a teorie totalmente contrastanti anche tra soggetti preparati nella materia.

Quell'articolo l'avevo trovato anche io ma l'avevo immediatamente scartato proprio perché contraddittorio e incerto al suo interno, come ha fatto notare fran. Sembra un condensato di "sentito dire" come spesso avviene in questo campo.
D'altro canto sono d'accordo con te nel dire che servirebbero risposte più semplici da chi sa con certezza, non per nulla avevo fatto due domande e chiedevo due risposte da una sola riga.
Al momento un solo post ha soddisfatto questa richiesta ma pare che sulla correttezza delle due risposte vi sia ampio disaccordo.

Dopo ben 17 pagine di forum siamo arrivati ad una sola certezza, tra le due domande: che l'effetto evolutivo sposti la poppa da una parte a seconda del verso di rotazione dell'elica.
Anche se questo era arcinoto sono felice che siamo arrivati almeno ad un punto fermo.

Sulla seconda domanda, ovvero su quale fosse la causa dell'effetto, abbiamo 17 pagine di teorie e nessuna certezza. Si spazia dalla densità alla pressione passando da un'infinità di accenni (non di dimostrazioni) a forze, vettori, spinte, regressi, etc.....

Vuoi vedere che bisognerà abbandonare l'impresa?
Quando scrissi nel primo post "Tuttavia è probabile che non tutti sappiano esattamente di cosa si tratta e parecchi di coloro che invece lo conoscono non sanno da cosa origina" ero in evidente errore. Avrei dovuto scrivere "Tuttavia è certo che pochissimi sanno esattamente di cosa si tratta e nessuno sa da cosa origina".