ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 2 THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY - CHƯƠNG 14

Các đặc tính động học của chong chóng 14.1. Các đặc tính động học của chong chóngSự làm việc của chong chóng trong chất lỏng được xác định bằng hai dạng chuyển động đồng thời và độc lập: chuyển động tịnh tiến dọc trục với tốc độ v A và chuyển động quay quanh trục đó với tốc độ W = 2pn, trong đó: n - vòng quay của chong chóng. Nếu như chong chóng quay trong môi trường rắn, tựa như bulông trong đai ốc, thì sau một vòng quay nó dịch theo hướng trục một đoạn bằng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 2 THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY - CHƯƠNG 14 Ch¬ng 14 C¸c ®Æc tÝnh ®éng häc cña chong chãng 14.1. C¸c ®Æc tÝnh ®éng häc cña chong chãng Sù lµm viÖc cña chong chãng trong chÊt láng ®îc x¸c ®Þnh b»ng hai d¹ng chuyÓn®éng ®ång thêi vµ ®éc lËp: chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn däc trôc víi tèc ®é v A vµ chuyÓn®éng quay quanh trôc ®ã víi tèc ®é W = 2pn, trong ®ã: n - vßng quay cña chongchãng. NÕu nh chong chãng quay trong m«i trêng r¾n, tùa nh bul«ng trong ®ai èc,th× sau mét vßng quay nã dÞch theo híng trôc mét ®o¹n b»ng bíc P cña chongchãng. Tuy nhiªn trong thùc tÕ khi lµm viÖc trong chÊt láng sau mét vßng quay nã dÞchtheo híng trôc mét ®o¹n nhá h¬n P. Nh vËy chÊt láng ®· nhËn vÒ m×nh mét lîngtèc ®é nµo ®ã, ®îc gäi lµ tèc ®é c¶m øng. Tèc ®é nµy lµm t¨ng tèc dßng níc sauchong chãng, xo¾n dßng vµ lµm gi¶m mÆt c¾t ngang cña dßng. Chóng cã thÓ ®îc m«t¶ b»ng ba thµnh phÇn tèc ®é c¶m øng: híng trôc wx, híng tiÕp tuyÕn wq, híng b¸nkÝnh wr. Kho¶ng c¸ch híng trôc mµ chong chãng ®· thùc hiÖn sau mét vßng quay gäi lµbíc tiÕn tuyÖt ®èi hP cña chong chãng. Bíc tiÕn nµy cã liªn quan víi thêi gian T =1/n vµ tèc ®é v A theo c«ng thøc hP = v AT = v A/n. Khi sö dông kh¸i niÖm bíc tiÕnt¬ng ®èi cña chong chãng J, lµ tû sè gi÷a bíc tiÕn tuyÖt ®èi víi ®êng kÝnh cñachong chãng, ta cã: J = hP/D = v A/(nD) §¹i lîng nµy lµ ®Æc tÝnh ®éng häc kh«ng thø nguyªn c¬ b¶n cña chong chãng, nãnªu lªn c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña chong chãng trong chÊt láng. Híng cña tæng tèc ®é dßng ch¶y bao c¸c phÇn tö cña c¸nh chong chãng kh«ng bÞc¶m øng v -∞ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: tgb = v A /(Wr ) = I /(p r ) (14.1.1) trong ®ã: r = r/R. C«ng thøc (14.1.1) ®îc m« t¶ b»ng s¬ ®å tèc ®é cña c¸c phÇn tö c¸nh h×nh 3.1,trªn ®ã ngoµi tèc ®é dßng kh«ng bÞ c¶m øng, cßn tr×nh bµy c¶ c¸c tèc ®é c¶m øng wxvµ wq. HiÖu P - hP gäi lµ ®é trît cña chong chãng. Nã chøng tá mét ®iÒu lµ khi dÞchchuyÓn trong chÊt láng chong chãng bÞ tôt l¹i mét Ýt so víi bul«ng dÞch chuyÓn trongm«i trêng r¾n. §é trît ®ã ®îc biÓu thÞ b»ng c¸c ®Æc trng cña bíc: s = (P - hP)/P = 1- (hP/P) (14.1.2) vµ gäi lµ ®é trît t¬ng ®èi. C¸c trÞ sè cña s vµ J cã liªn quan víi nhau qua hÖ thøc: hP P J P s = 1- = 1- vµ J = (1 - s) (14.1.3) PD PD D Cã thÓ nãi r»ng ë chÕ ®é buéc khi v A = 0, bíc tiÕn t¬ng ®èi J = 0 vµ ®é trîtt¬ng ®èi s = 1. 101 14.2. C¸c ®Æc tÝnh ®éng lùc cña chong chãng C¸c lùc t¸c dông lªn chong chãng, trong ®ã cã lùc ®Èy vµ m«men xo¾n, cã thÓ x¸c®Þnh b»ng c¸ch céng tÊt c¶ c¸c lùc t¸c dông lªn tõng phÇn tö, mµ c¸c phÇn tö lµ c¸cmÆt c¾t cña c¸nh b»ng c¸c h×nh trô ®ång trôc víi chong chãng. Ph¬ng ph¸p tÝnh dùavµo nguyªn lý trªn cã tªn lµ lý thuyÕt c¸nh cña chong chãng. Ta trë l¹i s¬ ®å tèc ®é cña phÇn tö c¸nh (Xem H14.1). Ta cho phÇn tö c¸nh cè ®Þnhvµ chÊt láng tõ xa ch¶y bao nã víi tèc ®é v-¥ Híng cña tèc ®é c¶m øng híng trôc wxtrïng víi tèc ®é v A, cßn tèc ®é c¶m øng híng tiÕp tuyÕn wq ngîc chiÒu víi thµnhphÇn tiÕp tuyÕn cña dßng ch¶y Wr. Thµnh phÇn tèc ®é c¶m øng híng b¸n kÝnh wrkh«ng xÐt ®Õn trong lý thuyÕt c¸nh. a H ín g chuyÓn ®én g wq1 PC bI Wx1 w1 HH a0 aI V R dTY dY V -¥ V b bI dR X A j Wr =2prn dR Y dTX dX H×nh 14.1. S¬ ®å tèc ®é vµ lùc t¸c dông lªn phÇn tö c¸nh chong chãng. V× ...