Curva do hélice - Apostilas - Marinha Mercante_Part1, Notas de estudo de Engenharia Aeronáutica e Programação de Computadores. Universidade Anhembi Morumbi (UAM)
Agua_de_coco
Agua_de_coco8 de maio de 2013

Curva do hélice - Apostilas - Marinha Mercante_Part1, Notas de estudo de Engenharia Aeronáutica e Programação de Computadores. Universidade Anhembi Morumbi (UAM)

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Apostilas de Marinha Mercante sobre o estudo das Máquinas de Combustão Interna, Curva do hélice, Propulsores, Fatores que contribuem para eficiência.
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Slide 1

CLOVIS FERREIRA - OSM –

GESTOR em ESTRATEGIA da ENG de MANUTENÇÃO e

PRODUÇÃO

Propulsores

 É o elemento responsável por transmitir a energia gerada pelo motor, convertendo o movimento rotacional em empuxo.

 Uma diferença de pressão é produzida entre as duas faces das pás e dessa forma a água é acelerada atrás da hélice.

 A dinâmica dos propulsores é regida pelo princípio de Bernoulli e pela Terceira Lei de Newton (ação e reação).

Definição:

Na geometria uma hélice é uma forma traçada

como uma mola, parafuso ou espiral, ou,

mais corretamente helicoidal.

Em matemática, a hélice é descrita como

uma curva no espaço tridimensional que

combina um movimento de rotação em torno

de um ponto com um movimento de

translação deste ponto.

Hélices

•Definição:

•Conjunto de bosso e pás espaçadas

em ângulos iguais em torno do eixo

propulsor.

Hélices

Nomenclatura básica

1) Aresta de Saída 2) Face da pá 3) Fillet area 4) Bosso ou Hub 5) Hub or Boss Cap

6) Aresta de Ataque 7) Dorso 8) Eixo do propulsor 9) Mancal do tubo telescópico 10) Tubo telescópico

PONTA

ARESTA DE

SAÍDA

ARESTA DE

ATAQUE

FACE

BOSSO

DORSO

DIÂMETRO PÁ

A Estrutura do Hélice  PÁ DO HÉLICE (BLADE PROPELLER) : PEÇA GERALMENTE DE FORMA HELICOIDAL

MONTADA NO BOSSO DO HÉLICE, PODENDO SER FIXA OU MÓVEL.

BOSSO DO HÉLICE (HUB) : PEÇA GERALMENTE DE FORMA TRONCÔNICA QUE SUSTENTA AS PÁS, FIXADO AO EIXO PROPULSOR.

ARESTA DE ATAQUE (LEADING EDGE) : É A ARESTA DA PÁ QUE PRIMEIRO CORTA A ÁGUA, COM A EMBARCAÇÃO EM MARCHA A VANTE.

ARESTA DE SAÍDA (TRAILING EDGE) : É A ARESTA DA PÁ, OPOSTA À ARESTA DE ATAQUE, POR ONDE SAI A ÁGUA, COM A EMBARCAÇÃO EM MARCHA A VANTE.

FACE DA PÁ : É A SUPERFÍCIE DE PROPULSÃO DA PÁ NA MARCHA A VANTE. É A SUPERFÍCIE DE RÉ DA PÁ.

DORSO : É A SUPERFÍCIE OPOSTA À FACE.

PONTA (BLADE TIP) : É O PONTO DA PÁ MAIS AFASTADO DO EIXO.

DIÂMETRO (DIAMETER) : É O DIÂMETRO DA CIRCUNFERÊNCIA DESCRITA PELA PONTA DAS PÁS.

CAIMENTO DA PÁ (BLADE RAKE) : É A INCLINAÇÃO DA PÁ EM RELAÇÃO À PERPENDICULAR QUE PASSA PELO CENTRO DO BOSSO; É O ÂNGULO FORMADO ENTRE ESSA PERPENDICULAR E CADA PONTO DE UMA LINHA CHAMADA LINHA DE CAIMENTO (RAKE LINE), ESTENDIDA DO CENTRO DO BOSSO ATÉ O VORTEX (PONTA) DA PÁ.

Fatores que contribuem para eficiência: Passo

Ângulo de ataque

Raio

Número de pás

Diametro

Velocidade de rotação RPM

Classificação dos Hélices  Quanto ao sentido de rotação :

- Rotação a direita;

- Rotação a esquerda;

 Quanto ao passo :

- Passo Fixo;

- Passo Variável.

A força necessária para girar a hélice é

retirada da parte moto propulsora. A hélice é montada na extensão do eixo de manivelas dos

motores alternativos de baixa potência, ou no eixo da

hélice, nos motores alternativos de maior potência e nos

motores turbo-hélices, sendo que este eixo é conectado a

uma caixa redutora ligada ao eixo do motor.

o objetivo é reduzir a rotação do motor para uma rotação

na qual a hélice consiga trabalhar, com isso esses motores

são capazes de desenvolver um torque maior.

Ângulo de ataque  É a inclinação da pá da hélice em relação ao seu plano

rotacional, sendo este determinante para o passo, pois

quanto maior o ângulo maior será o passo e vice-versa.

 O ângulo de uma pá de hélice é dado em graus, e é

determinado pelo ângulo entre a corda da pá e o plano de

rotação da hélice. Esse ângulo é medido em uma estação

determinada pelo fabricante da hélice, uma vez que esta

varia ao longo de seu comprimento devido a sua

construção.

Uma hélice bem projetada tem uma eficiência de

50% a 87% quando está trabalhando no melhor

regime.

Há vários fatores que contribuem para a

eficiência de uma hélice como:

O ângulo de ataque das pás, ou o ângulo entre a

direção da velocidade resultante do escoamento

e a direção de rotação das pás.

Um ângulo de ataque das pás pequeno

tem um bom desempenho em relação à

resistência mas gera pouco impulso

enquanto que ângulos grandes têm o

efeito contrário.

Quando falamos em desempenho de

hélices, estamos preocupados em

basicamente saber:

Qual será a força realizada e a

velocidade possível, e para isso, basta

olharmos para.

a) o giro que o motor aplica,

b) o passo da hélice e

c) seu raio.

Para um mesmo valor de rotação de motor, quanto

maior for o raio da hélice, mantidos todos os outros

parâmetros, maior será a quantidade de água

deslocada por volta, então maior força, note que por

não alterar o passo da hélice, não se altera a

quantidade de água por tempo por área, ou seja, a

velocidade da água ao passar pela hélice não se

altera.

Se para uma mesma rotação aumentarmos o passo

da hélice, faremos com que uma quantidade maior

de água passe por tempo por área e assim, a

velocidade da água torna-se maior. Concluindo, se

você aumentar o passo da hélice, a velocidade da

água poderá ser maior, e vice-versa.

Não é muito complicado entender que quanto maior

o passo e raio da hélice, mais do motor será

cobrado, e quanto menor o passo e raio da hélice

menos força será exigido do motor, porém, todos os

parâmetros comentados estão interligados.

Passo  É a distância percorrida pela hélice em uma revolução,

como um parafuso penetrando em um corpo sólido macio,

ou em uma porca. É medido sobre uma linha chamada

pitchline.

Quando aumentamos o passo da hélice,

aumentamos a velocidade de água pela hélice,

assim, o motor terá uma perda de rotação em

virtude do aumento na velocidade de água. Se ao

contrário diminuirmos o passo, sua rotação

aumentará.

Passo:

Passo:

É a distância percorrida pela hélice em uma

revolução.

Número de pás:

Quanto mais pás uma hélice tiver, mais força ela

exercerá por volta. Geralmente, aumentamos o

número de pás na hélice quando a hélice ideal é

muito grande comparada ao tamanho da

embarcação, aí, aumentamos o número de pás

para diminuir seu diâmetro.

A diferença entre a eficiência de um hélice com

duas ou com três pás é bem menor do que

a diferença entre a vibração causada por eles.

O ângulo de uma pá de hélice é dado em graus, e

é determinado pelo ângulo entre a corda da pá e o

plano de rotação da hélice, sendo este

determinante para o passo, pois quanto maior o

ângulo maior será o passo e quanto menor

também o passo será.

Ângulo da Pá:

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