Moderacja działu i takie takie

[marcin133]

1. U nasady każdej łopatki działa na nią siła odśrodkowa. Jaką ona ma wartość?

Fizycznie prawidłowo choć "trudne do wyobrażenia" to w tym przypadku istnieje siła trzymająca łopatkę na swym miejscu a więc siła dośrodkowa. Patrząc na silnik i wirujące łopatki - siła odśrodkowa nie istnieje bowiem nie występuje ona w układach inercjalnych. Łatwo to dowieść rysując układ sił na kartce papieru. Różnica to jedynie zwrot siły i to że siła dośrodkowa istnieje naprawdę a siła odśrodkowa w rzeczywistości jest wymysłem fizyków dla zachowania poprawności trzeciej zasady dynamiki w układach nieinercjalnych.

[Fred]

ad2: 439,6 m/s ?

[stan_m]

Skoro zrobiło się zagadkowo, to bardzo proszę, oto zadanie świąteczne.

 

Popularny standard silników odrzutowych do modeli oparty jest na turbinie o średnicy zewnętrznej 70mm. W wieńcu łopatek średnica u nasady łopatki wynosi 44mm. Masa każdej łopatki wynosi 0,65g, a całego koła 90g. Wirnik obraca się z prędkością max. 120 000 obr./min.

1. U nasady każdej łopatki działa na nią siła odśrodkowa. Jaką ona ma wartość?

2. Jaką prędkość liniową osiąga końcówka łopatki?

 

A może tak, bez liczenia najpierw, ktoś odpowie na czuja, jak mu się wydaje?

Masa łopatki jedynie 0,65g.

Ad.p.2.

Końcówka łopatki porusza się z prędkością liniową wiekszą niż prędkość dźwięku na wysokości H=0m nad poziomem morza. Jest to przyczyną zmniejszenia sprawności turbiny i wymaga specjalnych kształtów łopatek oraz specjalnego profilu. Podobny problem maja śmigła o duzych średnicach i dużej prędkosci obrotowej. Stąd "szablisty" kształt ich łopatek.

[stan_m]

1. U nasady każdej łopatki działa na nią siła odśrodkowa. Jaką ona ma wartość?

Fizycznie prawidłowo choć "trudne do wyobrażenia" to w tym przypadku istnieje siła trzymająca łopatkę na swym miejscu a więc siła dośrodkowa. Patrząc na silnik i wirujące łopatki - siła odśrodkowa nie istnieje bowiem nie występuje ona w układach inercjalnych. Łatwo to dowieść rysując układ sił na kartce papieru. Różnica to jedynie zwrot siły i to że siła dośrodkowa istnieje naprawdę a siła odśrodkowa w rzeczywistości jest wymysłem fizyków dla zachowania poprawności trzeciej zasady dynamiki w układach nieinercjalnych.

Raczej jest wymysłem inzynierów bo tym zalezy na tym, aby tak dobrać zamek łopatki na wieńcu turbiny (sprężarki) aby zapobiec wyrwaniu jej z gniazda na skutek działania siły odśrodkowej (takie określenie jest bardzo jednoznacznie rozpoznawalne)

[karambolis8]

Ciekawa sprawa z tą siłą odśrodkową. Bardzo lubiłem fizykę w szkole, ale na studiach już jej nie uświadczyłem, dlatego do dzisiaj byłem przekonany (i szczerze mówiąc dalej jestem), że siła odśrodkowa istnieje. marcin133, mógłbyś rozwinąć trochę temat? Co przeciwdziała w takim razie sile dośrodkowej, skoro odśrodkowa nie istnieje?

[armand]

Humm,... Fizyka to tez empiryka

 

Proszę sobie zaczepić kamień na sznurku i rozkręcić nad głową - nie za duży żeby sobie nie wybić za wiele z głowy.

 

Co się stanie jak puścimy sznurek dostaniemy w głowę kamieniem, odleci od nas, czy dalej będzie poruszał sie ruchem po okręgu, co będziemy czuli w ręku trzymającym sznurek, itd.

 

Nie macie wrażenia, że zagmatwano prosta sprawę. :wink:

 

P.S.

Ja rozumiem, siła bezwładności, ruch układu, co wględem czego, itd.

[Tomasz_K]

ad2: 439,6 m/s ?

Odpowiedź jak najbardziej prawidłowa. Gratuluję.

Sporo. Ponad 1580 km/h.

 

Ale to tylko połowa odpowiedzi. I to ta łatwiejsza.

Rozumiem, że nie chce się nikomu odkurzać starych wzorów.

To może tak na wyczucie. Ile obstawiacie tych N albo KG dla łopatki o masie 0,65g

 

Raczej jest wymysłem inzynierów bo tym zalezy na tym, aby tak dobrać zamek łopatki na wieńcu turbiny (sprężarki) aby zapobiec wyrwaniu jej z gniazda na skutek działania siły odśrodkowej (takie określenie jest bardzo jednoznacznie rozpoznawalne)

Tak jak napisał "stan-m". Rozpatrujmy to jako siła na zamku, którego akurat tutaj nie ma, ale w tym przypadku to kwestia umowna.

 

Nie macie wrażenia, że zagmatwano prosta sprawę.

Mam takie samo zdanie, ale teoretycznie rzecz biorąc marcin133, ma rację.

[Tomasz_K]

Jest to przyczyną zmniejszenia sprawności turbiny i wymaga specjalnych kształtów łopatek oraz specjalnego profilu. Podobny problem maja śmigła o duzych średnicach i dużej prędkosci obrotowej. Stąd "szablisty" kształt ich łopatek.

Problem występuje również przy wirnikach śmigłowcowych. Przykładem może być Mi-2, którego prędkość maksymalna ograniczona jest do 210km/h ze względu na prędkości liniowe osiągane przez końcówki łopat. Powyżej tej wartości prędkość końcówki łopaty nacierającej dodana do prędkości postępowej płatowca zbliża się do prędkości dźwięku. Śmiglowce na przykład serii EC (Eurocopter) mają wirniki mniejsze i większe dopuszczalne prędkości maksymalne.

[Adam P.]

Bez obliczeń zgadywałem, że 500-1000N

Nie wiem czy dobrze policzyłem, ale wyszło mi 2,93kN przyjmując, że ść łopatki jest w połowie jej promienia.

[Tomasz_K]

Bez obliczeń zgadywałem, że 500-1000N

Nie wiem czy dobrze policzyłem, ale wyszło mi 2,93kN przyjmując, że ść łopatki jest w połowie jej promienia.

Tak, to dobra odpowiedź. Oczywiście chodziło o obliczenie siły w oparciu o wzór F=mv^2/r

Gratuluję.

Czyli w uproszczeniu to tak, jak gdyby do łopatki przyłożyć siłę ok. 300KG chcąc ją oderwać od rdzenia tarczy turbiny.

Stąd ważne jest, aby nie przekroczyć dopuszczalnej temperatury i nie doprowadzić materiału do stanu plastyczności. Nietrudno sobie wyobrazić, co by to spowodowało.

[qba]

wybierzcie kogoś kto sie zajmie moderacją tego działu bardzo proszę ;]