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

[Laurentiu N.]

In ciuda titlului pompos [mai lung nu incapea],propun colegilor barcagii,de toate felurile, pe langa numarat banii si diverse activitati cu consoarta, in lunile de iarna,constructia unui minuscul bazin de incercari.Cu ajutorul lui putem sa ne facem o idee,de ce unele planuri de barca sant gratuite,iar altele ce par mai slabe ,costa mult,plus ca posibila generare de endorfine nu e deloc de neglijat.Pentru locatarii de la bloc-incape in cada,iar la casa-bani sa iasa
-Materiale si costuri :
-1 scandura 4m x15cm [10 lei]
-1 scandura 4m x10cm [7lei]
-1 cutie de grund [8,5lei]
- 1m smirghel mediu [2,5lei]
-20 suruburi pentru lemn-L=4cm [5lei]
-Sarma 0,5-0,8mm-lungime 50cm [0 lei]
-Robinet cu bila [pentru pexal],cu ambele filete exterioare.1/2.[jumatate de tol] 4lei.
-Zavor la usa de la baie-ca sa nu se creada ca am dat in mintea copiilor,chiar daca asta e o treba serioasa !!!
Realizare:construim o cutie de lemn conform desenului.Peretele despartitor"il montam dupa ce sa uscat grundul.
Pentru robinet dam o gaura de 16 mm si il infiletam il lemn.
Instrumentul de masura e compus din doi suporti in V[ca si cei de la pescuit,dar mult mai mici],ce se introdoc in gauri facute in prealabil cu cuiul.Pe acesti suporti se aseaza o sarma indoita conform desenului,cu unul dintre capete lung pana aproape de partea inferioara a cutiei.Acesta e acul indicator.Se poate lesta cu alice de undita crestate.Scala" e laterala cutiei.Nu trebuie etalonat nimic.Vom face semn cu carioca in dreptul indicatiei data de fiecare cop in parte,apoi le vom compara.
Functionare:
Deschidem robinetul care e cuplat la reteaua de apa curenta.Peretele in care e robinetul este mai putin inalt decat celalalt.Dupa ce se umple bazinul apa va curge pe deasupra peretelui mai scurt,astfel il compartimentul inferior vom avea un sens al curentului de apa iar sus invers.Modelul barcii va pluti legat cu o ata [am uitat sa o trec la materiale],de v"-ul acului indicator.Acul se va ridica si ne va da o valoare.Daca acul se ridica prea sus la prima incercare,il lestam cu alice de plumb.
Scara barci:  1:25 [ca sa incapa in bazin]
Cu greutatea,masa,deplasamentul e putin mai complicat":O barca de 4-5m lungime va naviga cel mai mult timp cu 2 persoane [cred eu] Astfel vom socoti de ex.150 kg greutatea barcii+2 persoane 150kg+motor,benzina,bagaje=inca 75 kg. Rezulta 375 kg-aceasta cifra trebuie impartita la 10 000.Cum am ajuns la aceasta scala ? Un model redus la 1/25 isi mareste pescajul [prin adaugarea de alice intr-o adancitura plina cu vaselina facuta la CM] pana la cota indicata de proiectant in desen.Corpul modelelor se face din lemnul ramas,finisat cu smirghel +grun+smirghel [se ridica porii"lemnului la prima vopsire]+grund.
Toate corpurile trebuie sa aiba aceeasi finisare,aceeasi viteza a apei de la robinet,dimensiuni la aceiasi scara.
Poate pare complicat dar nu este,iar rezultatele va vor uimi.
Diferentele dintre corpuri sant mici,dar sensibilitatea creste direct proportional cu lungimea acului,ce poate avea si pozitie orizontala pentru asta.
Adancimea compartimentului superir e data de stavilar".Desenul e pentru barci ce se deplaseaza in regim de dilocare +derivor,la o viteza redusa.Pentru barci mai rapide,2 cm adancimea bazinului superior va da viteza apei.
Spor la ucru ,orice ati construi !
.
PS:apa sa nu aiba nici un fel de valuri.Daca altfel nu se poate punem o plasa cu ochiuri de 2-3mm la fanta dintre bazine.

[Vali]

Super interesant, singura problema pe care o intrezaresc este cum se va lucra la similitudine stricta. Mai tarziu am sa intru sa scriu si eu ce idei mi-au venit cu aceasta ocazie. Multumim Laurentiu .

[Laurentiu N.]

Vali-nu cunosc termenul !
Dar cred ca te referi la constanta si reproductibilitatea rezultatelor.Daca e asta, atunci nu sant probleme pentru aceiasi presiune la robinet,plus ca modele trebuie testate unul dupa altul,rezultate comparative.
Eu zic sa-ti faci timp sa continui si ce a inceput "Piratul",povestiri cu motoare.Eu le citesc !

[gvincentiu]

Chiar eram curios de o astfel de trăznaie. Daca imi fac modelul de catamaran 1:10 o sa incapa doar un corp?

[Vali]

La 25 cm latime a modelului, incap ele amandoua . Eu deja ma gandesc la un motor electric (eventual o bormasina) care sa actioneze o elice de outboard, regland astfel si viteza apei .

[Laurentiu N.]

  Cel mai simplu e cu zbaturi actionate de un motor cu reductor[fulii+curea] ce se invarte f. incet.
Intre zbaturi si barci e un panou limitator al apei [ca la abrict,dig,laminor]
Zbaturile nu creeaza si o miscare de rotatie transversala ca in cazul elicei.
Daca il vrei mare ,cred ca ar fi bine sa fie transparent, ca sa urmaresti cu ajutorul unor picaturi de cerneala,sau praf de calciu [pentru pereti],scurgerea" apei pe langa corpul navei. [rama de cornier si sticla-cum erau acvariile odata]
[Am modificat schita la prima postare,acum cred ca e mai clar. Mai jos e o schita cu un bazin mai mare+zbaturi]

[Laurentiu N.]

Precizari :bazinul pe care ilpropun la prima postare este dimensionat pentru barci de aprox 5m x 2m. La scara 1:25=20cm lungime x 8 cm latime CM. pentru alte dimensiuni de barci se poate mari bazinul sau,modifica scara pentru barcile ce urmeaza sa fie comparate.Aceste 2 barci trebuie sa fie la aceeasi scara.
Am uitat :viteza apei se face aruncand un dop de pluta la capatul dinspre prova barcii,moment in care pornim cronometrul si masuram timpul in care dopul strabate bazinul.Inmultim cu 25 [dela 1:25 ] si obtinem distanta echivalenta in realitate.In raport cu timpul obtinut pe cronometru vom obtine viteza .Ca pe vremea lui Columb !

[Laurentiu N.]

@ Gvincentiu- acum am vazut postarea ta.
Poti sa latesti bazinul ca sa-ti incapa macheta catamaranului care nu calca mult la apa. Asa ca poti reduce adancimea pana la 2-3 cm.Important e ca volumul de apa [suprafata sectiunii partii superioare a bazinului ]sa nu difere mult de desen.Esta dimensionat dupa debitul apei de la robinet.
Apoi ai nevoie da o alta macheta cu care sa faci comparatie.Cele 2 machete sa fie la aceeasi scara ,chiar daca nu 1:25.

[blue marlin]

Ideea de bazin de incercari hidrodinamice in cada m-a amuzat foarte mult. Bazinul de la Facultatea de Arhitectura Navala are 40/4/2 metri si caruciorul cu care sunt plimbate modelele (unele sar de 4 metri lungime) valoreaza mai multe sute de mii de euro, iar bazinul de la Icepronav, acum in conservare, are 200 metri.
Dar dupa ce am mai reflectat un pic i-am gasit totusi cateva ratiuni de a exista:
- S-ar putea compara rezistenta la inaintare intre diferite variante ale modelului (eventual sarma indicatoare s-ar putea inlocui cu un dinamometru sensibil cu arc de tipul celor folosite la laboratoarele de fizica din clasa a VI-a si ar mai fi necesar si ceva care sa masoare cat se poate de corect viteza curentului)
- Cu ajutorul unui "generator de valuri" s-ar putea vedea cum se comporta barca macar la valurile din sectorul prova
- E placut sa te joci cu barcile chiar si in cada 
Voi incerca sa atasez un curs despre criteriile de similitudine, va fi util macar pentru calcularea vitezei modelului (curentului) in bazin in functie de scara modelului si viteza barcii (viteza modelului nu este egala cu viteza nava reala/scara model)

@Vincentiu: la catamarane probele se fac cu nava intreaga pt ca valurile produse ce un corp il influenteaza negativ pe celalalt

[Laurentiu N.]

@Blue marlin
Stiu bazinul de la ICEPRONAV.Am o matusa ce a iesit la pensie de acolo.Acum multi ani tin minte ca am intrebat un nene in halat, daca atunci cand nu se joaca ei cu vaporase pot veni eu cu prietenii sa inotam acolo. Spre surprinderea mea a ras si cel mai incordat dintre cei 3. Unul mi-a spus ca daca vin acolo si nu gasesc un vapor in bazin ,pot sa inot cat vreau.Dupa un timp au aparut bazinele plutitore.
.
Daca ai ras, inseamna ca partea cu endorfinele, produce deja efecte 

[blue marlin]

Mi-i si imaginez pe cei trei "cerberi" in halate albe, ce asteptau ore intregi sa se linisteasca apa intre 2 trageri, pazind bazinul de invazia vrednicilor pionieri 

[solpet]

ar mai fi necesar si ceva care sa masoare cat se poate de corect viteza curentului)

Ceea ce propun nu este apt sa masoare, doar sa indice , dar asta cu o precizie mai buna de cca. 5%.
Pentru masuratori valorice va fi nevoie de o tabela de calibrare (ajung si 2-3 puncte , atata timp cat curentul de apa nu devine pronuntat turbionara.

Exista mai la fiecare magazin de biciclete odometre (vitezometre) pt. biciclete.
Functionarea se bazeaza pe contorizare de pulsuri , respectiv este un frecventmetru mai rudimentar.

Principiu de functionare
[/color]1) In varianta "bicicleta" se ataseaza un mic magnet (livrat in kit-ul odometru ) de o spita.

2) Pe furca se fixeaza un senzor. De regula este senzor inductiv (ieftin, de fapt o o bobina cu miez) dar poate fi si sonda cu efect Hall(un semiconductor , f. popular de ex. in industria auto pt. traductoare de pozitie, pe arbore cotit si ax cu cama, rezolutia comutarii de regula mai buna de 0.05°)

3) Oricum, de cate ori trece magnetul in fata senzorului, va genera un puls.Contorizand numarul de pulsuri/min si inmultind cu o constanta (dependenta de diametrul rotii) rezulta viteza, cel putin pentru bicicleta cu acel diametru de roata.

4) Ei, utilizand un asemenea odometru ca si punct de plecare,puteti fixa pe o roata cu zbaturi N-magneti (astfel se va inbunatati rezolutia dispozitivului, livrand N pulsuri/rotatie, in loc de unul singur, dar evident indicatia de viteza nu va fi ceea reala (a curentului de apa)).

Senzorul propriu zis si restul odometrului nu necesita modificari (e de sperat ca senzorul sa faca fata stropilor de apa, ca si la dest. originala, bicileta).

Eu am incercat (pe iazul mic a vecinului) o alta metoda:

a) Model tractat de un mosor, actionat de motor de curent continu.Curentul absorbit de motor este proportional cu mometul pe ax.

b) Scazand din valoare momentana curentul de mers in gol a motorului ( care genereaza momentul compensator a frecarilor)rezulta o valoare de curent proportionala cu forta care "tracteaza" modelul.

c) Masurand in acelasi timp turatia axului rezulta un parametru proportional cu viteza de deplasare a modelului(de fapt Viteza= 2 * Pi * diametru_mosor * nr_ture/sec cel putin pana nu se aduna atata sfoara pe mosor incat sa-i modifice diametrul.Am folosit o mulineta marina de dimensiuni medii, care are un ghidaj "destept" pentru rularea firului.La o varianta "maximalista"  s-ar putea masura viteza firului,trecand printre 2 role, presate una pe cealalta, si masurand turatia uneia dintre role, in loc de turatia tamburului pe care se aduna firul.

d) Oricum esenta este urmatoare
- din curentul absorbit de motor rezulta o valoare proportionala cu rezistenta modelului la viteza respectiva.

- din turatia motorului rezulta viteza modelului- prin variatia tensiunii  de alimentare (de la o sursa stabilizata) se poate varia viteza

e)
Astfel se pot obtine curbe egn Rezistenta_totala_model in functie de viteza

Urmeaza sa repet cateva masuratori la primavara cu o interfata (home-made, evident :-) care culege date de la motor (turatie) si sursa (curent) si le transmite la un laptop.

Evaluarea rezultatelor in LabView (intrucat il stapanesc rel. bine) si vizualizarea in forma de curbe viteza-rezistenta este f. facila.

Nu ma intrebati de generator de valuri ! caci nu am.
In rest astept acalmia :-) (fara valuri e de sperat ca masuratorile comapratorii sa fie mai exacte).

[Thor]

[/color]c) Masurand in acelasi timp turatia axului rezulta un parametru proportional cu viteza de deplasare a modelului(de fapt Viteza= 2 * Pi * diametru_mosor * nr_ture/sec cel putin pana nu se aduna atata sfoara pe mosor incat sa-i modifice diametrul.

Scuze, cred ca trebuie o erata : in loc de "Viteza= 2 * Pi * diametru_mosor * nr_ture/sec" se va citi "Viteza=  Pi * diametru_mosor * nr_ture/sec".

  [Lcerc =2 x Pi x r = Pi x D]

[blue marlin]

Metodele sunt ingenioase si e posibil sa dea ceva rezultate. Pt viteza apei cred ca ar putea fi folosit si un tub Pitot improvizat care sa indice presiunea curentului de apa la diferite viteze. http://ro.wikipedia.org/wiki/Tub_Pitot

[solpet]

Scuze, cred ca trebuie o erata : in loc de "Viteza= 2 * Pi * diametru_mosor * nr_ture/sec" se va citi "Viteza=  Pi * diametru_mosor * nr_ture/sec".
[Lcerc =2 x Pi x r = Pi x D]

Corect - si multumesc pt corectie! :-)