Bazin pentru testarea comparata a rezistentei la inaintare a navelor.[home made]

[blue marlin]

M-am gandit sa va descriu un pic cum se desfasoarea probele de rezistenta la inaintare In bazinul de la Facultatea de Arhitectura Navala in eventualitatea ca nu ati vazut niciodata sum se procedeaza.
Bazinul are dimensiuni apreciabile, lungimea e utila pentru a putea face un numar cat mai mare de masuratori pe o tura. Latimea si adancimea mare sunt necesare pt a reduce cat mai mult influenta peretilor.
Modelul este tractat de un carucior ce ruleaza pe sine montate pe marginea bazinului.
Viteza caruciorului este foarte strict controlata. Dupa perioada initiala de accelerare miscarea este foarte lina pentru a nu influenta traductorii. Pe cei 40 de metri de tractare se fac cateva sute de masuratori. Probele pt rezistenta la inaintare se fac in apa perfect calma, uneori se asteapta ore pt linistirea apei deoarece valurile induc o rezistenta suplimentara.
Pt o precizie cat mai mare a masuratorilor modelul are dimensiuni cat mai mari (uneori de peste 4 metri) iar traductorii sunt foarte sensibili. Forma modelului respecta strict planul de forme, de asta si costa mii de euro.
Se fac serii de masuratori pe o gama de viteze cu cateva noduri mai mari si respectiv mai mici decat viteza de regim. Masuratorile pt o nava dureaza mai multe zile (cu mai mult de 8 ore pe zi)
Dupa masuratori se face transpunerea rezultatelor de la model la realitate, cu o serie de corectii. Ca bonus se filmeaza, se fotografiaza si se analizeaza campurile de valuri produse de nava.
Scopul descrierii de mai sus e de a sublinia un pic limitarile unui bazin home made. La bazinul facultatii erorile sunt de 2-5%. La cel de acasa, cu dimensiunile lui, cu "senzorii" home made si modelul minuscul mie tema ca mai trebuie adaugat un 0 la procentele profesionistilor. Nu cred facand masuratori intr-un astfel de bazin ( sau iaz ) o sa putem calcula ca la barca "x", pt a merge cu "y" noduri, trebuie sa ii punem motor de "z"cai.
Dar cred ca putem vedea daca 2 carene de aceleasi dimensiuni dar cu forme diferite indoaie diferit sarma de care sunt legate, deci una ar avea rezistenta la inaintare mai mare decat cealalta. Iar forma valurilor generate de o macheta ar putea evidentia daca o forma este mult gresita.
Sper sa nu descurajez pe nimeni cu postarea asta. Activitatea de "cercetare" de tipul asta ar putea sa aiba si alte rezultate pe langa timpul petrecut intru-n mod placut

[Laurentiu N.]

@Blue Merlin.
Ai scris,mai precis si mai detaliat decat asi fi incercat sa o fac eu. Vreau totusi sa mai spun cateva lucruri : Viteza apei nu e un factor ce ar trebui stabilit f. exact.Asa cum scrie mai sus,ne intereseaza doar care din modele aluneca" mai usor pe apa in conditiile date.Constructia initiala se adreseaza tuturor si ar trebui sa fie ieftina si facila.[partea mobila a instrumentului indicator nu se indoaie ci se roteste pe cei 2 suporti in v" si e mai sensibil decat e nevoie aici ]
In cazul in care dorim sa studiem mai multe caracteristici ale unei nave,cred ca al doi-lea tip de bazin prezentat[cel cu zbaturi]ne-ar putea ajuta.
In ce priveste studiul comportamentului intr-un strand tras de un fir :
Modelele Icepronav-ului Galati, ce a fost dat exemplu,nu sant trase,ci impinse din apropierea CM,cu o articulatie mobila ce nu influenteaza pescajul.
Daca tractam un model dorind si altceva decat rezistenta la inaintare,ma tem ca nu e posibil pentru ca firul legat de prova ii influenteaza asieta.
Am facut aceste precizari cu speranta ca nu voi deranja si nici nu se vor opri discutiile legate de perfectionarea bazinului,constientizandu-i limitele insa.

[Laurentiu N.]

Daca primul tip de bazin nu-si poate depasi conditia",vin cu precizari,propuneri,  de imbunatatire  la al doi-lea tip de bazin :
-In primul rand marirea volumului ne va da o mai mica influenta a frecarii apei cu peretii.
-Peretii transparenti ne vor ajuta sa vedem traseul scurgerii apei de-a lungul carenei,daca inglobam in masa apei o mica cantitate  de mica" pentru stropit peretii.Derivoarele realizate neglijent,[ce nu sant profilate],ca si carmele [in special cele mai scurte,necompensate],pot da turbulente si la o scara redusa.
-Modelul poate fi impins" [vezi desenul],pentru o asieta corecta.
-Viteza apei se poate determina dupa metode simple ce ne vor ajuta sa etalonam o scara ca a dispozitivului" din desenul 2.
-Pentru generarea de valuri e suficient sa ridicam putin ,sau sa scoatem ,paravanul"dintre zbaturi si model.Acest tip de actionare ,cu zbaturi, nu mai conditioneaza volumul bazinului,de dedebitul apei robinetului si nu mai avem pierderi.

[lipan]

Citind topicul ăsta am crezut că am ajuns din greşeală pe un forum al MIT. 

[blue marlin]

In spiritul MIT  am facut un calcul rapid care m-a surprins - neplacut 
Am calculat debitul necesar pt a avea intr-un bazin de 0.4 latime/0.1 adancime un curent de 0.6m/s (echivalentul a 6 Nd pt o barca reala - modelul fiind la scara 1:25 )
Rezultantul e socant, rezulta capacitatea unei pompe industriale 
Atasez excel-ul, poate e pe undeva o eroare prosteasca pe care eu nu o vad. Daca totul e corect roata cu zbaturi n-ar folosi la nimic, ar fi nevoie de o turbina de skijet care ar produce niste turbulente ce nu s-ar calma nici pe un bazin lung de 10 metri.
Sper sa fi gresit

[Laurentiu N.]

Nu am reusit sa deschid fisierul cu calculul de mai sus.
Supun insa, atentiei colegilor barcagii, propriul calcul.Pe vremea cand oamenii nu priveau oceanul de la inaltimea unei nave moderne si nici la televizor, ca noi,unitatea de masura a vitezei corabiilor era nodul[in sensul propriu al termenului].Cum se proceda ?
-Se folosea o pluta [ce se arunca in spatele navei],fiind legata cu o sfoara ce avea noduri la fiecare 15m. Se numarau nodurile trase peste bord, de pluta  timp de 28 de secunde.Viteza de 1 nod=15 m parcursi de corabie in 28 sec.La o barca de 5 m lungime = 3 lungimi de barca in cei 28 sec.
-La scara la care lucram noi,3 lungimi de barca inseamna 60 cm. Pentru cei 6 noduri [din postarea de mai sus],apa trebuie sa parcurga 3,6m in 28 de sec.
-Diametrul zbaturilor il luam de 25 cm. Lungimea cercului=78,5cm. Daca luam in calcul o alunecare a zbaturilor de 50/100 [uriasa],rezulta ca pentru ca apa sa parcurga cei 3,6m in 28 sec,avem nevoie de 9,16 rotatii in acelasi interval de timp.Adica 1 rotatie la fiecare 3 sec,pentru o viteza de 6 noduri.

[Laurentiu N.]

 Argument :
-Intr-un astfel de bazin,cu zbaturi,in lungime de 1.5m si latime de30cm,cu viteza apei de aprox. 9 noduri [obtinuta dupa calculul de mai sus], macheta barcii din foto se ridica deasupra apei si da impresia ca gliseaza.Nu cred ca Atkin si-a dorit un astfel de regim de deplasare pentru barca lui Catboat !
Mentionez ca macheta are pescaj identic cu cel din plan.
.
La primavara voi reface unul din aceste bazine si cine va avea drum intre Galati si Constanta e invitat sa ma viziteze.Vali are numarul meu de telefon.

[corsarul]

Tre' sa marturisesc ca.." m-ati pierdut"  printre valurile de la zbaturi 
Oricum... felicitari pentru perseverenta !!!

[blue marlin]

Nu am reusit sa deschid fisierul cu calculul de mai sus.
Supun insa, atentiei colegilor barcagii, propriul calcul.Pe vremea cand oamenii nu priveau oceanul de la inaltimea unei nave moderne si nici la televizor, ca noi,unitatea de masura a vitezei corabiilor era nodul[in sensul propriu al termenului].Cum se proceda ?
-Se folosea o pluta [ce se arunca in spatele navei],fiind legata cu o sfoara ce avea noduri la fiecare 15m. Se numarau nodurile trase peste bord, de pluta  timp de 28 de secunde.Viteza de 1 nod=15 m parcursi de corabie in 28 sec.La o barca de 5 m lungime = 3 lungimi de barca in cei 28 sec.
-La scara la care lucram noi,3 lungimi de barca inseamna 60 cm. Pentru cei 6 noduri [din postarea de mai sus],apa trebuie sa parcurga 3,6m in 28 de sec.
-Diametrul zbaturilor il luam de 25 cm. Lungimea cercului=78,5cm. Daca luam in calcul o alunecare a zbaturilor de 50/100 [uriasa],rezulta ca pentru ca apa sa parcurga cei 3,6m in 28 sec,avem nevoie de 9,16 rotatii in acelasi interval de timp.Adica 1 rotatie la fiecare 3 sec,pentru o viteza de 6 noduri.

Din pacate problema vitezei modelului este un pic mai complicata, ea nu este egala cu viteza barcii impartita la scara modelului.
Pentru ca modelul si barca sa genereze campuri de valuri similare si implicit rezistenta de val sa fie reprezentata corect este necesar ca numarul Froude al barcii sa fie egal cu numarul Froude al modelului (toate bazinele lucreaza pe similitudine Froude, inclusiv ICEPRONAV-ul o facea in epoca lui de aur). Numarul Froude este definit ca raportul intre viteza barcii si radical din lungime la plutire ori acceleratie gravitationala.
Fr_B=V_B/[(L_Bxg)^0.5], Fr_M=V_M/[(L_Mxg)^0.5]  => V_B/[(L_Bxg)^0.5]=V_M/[(L_Mxg)^0.5] => V_M = V_B/[(L_B/L_M)^0.5]
L_B/L_M = s (scara modelului) =>
V_M = V_B/(s^0.5)     (s^0.5 = radical din scara)
Pentru o viteza a barcii de 6Nd modelul facut la scara 1:25 va trebui sa aiba o viteza V_M=6/(25^0.5)=1.2Nd=0.62m/s
Daca privesti roata cu zbaturi ca pe o pompa ce trebuie sa genereze in sectiunea A de 30/10cm a bazinului un curent cu viteza de 0.62m/s ar insemna ca aceasta pompa sa scoata un debit Q = V_M*A = 0.62x0.3x0.1 = 0.018m³/s = 1.11018m³/s  = 66.66018m³/s
1 metru cub pe minut e o cantitate bunicica de apa. Nu prea cred ca o roata cu zbaturi de 25cm ar reusi sa faca asa ceva, iar daca ai folosi o pompa serioasa curentul creat ar semana mai mult cu un rau de munte Decat cu o curgere laminara

[Laurentiu N.]

 @Blue Merlin
-Invitatia pentru la primavara,cand voi reconstrui un bazin, e in picioare !
-Putem discuta pe marginea lui oricat, la un pahar, de vorba [chiar daca e de apa plata,Nestee" sau orice alt combustibil]ma ingrijesc eu de logistica  ]
-Macar santem de acord ca viteza apei se modifica in cazul machetelor.

[blue marlin]

2in1 - Muntii Macinului+Barci, cu "combustibilul" asigurat; cine ar putea sa reziste la o asemenea tentatie!? 

[Vali]

Eu nu rezist . Mai ales ca sunt foarte curios vizavi de bazin, chiar daca are limitarile discutate. La o adica, umplem o barca mare cu apa, si facem in ea bazinul, in care probam barci mici .