Beknopte beproeving van een hydropulser

LABORATORIUM VOOR

SCH EEPSBOUWKUNDE

TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT

BEKNOPTE BEPROEVING VAN EEN HYDROPULSER

door

M. Buitenhek

juni 1970

n

TN

2.0 Gegevens van de gebruikte apparatuur

2.1 De hydropulser

2.2. De dynamometer 2.3 De rekmeter

2. De askoppelmeter

3.0 De meetopstelling en het blokschema van de eleetronischeverwerking. 3.1 De meetopstelling en het principe van de werking

3.2. J-Let blokschema

1.0 De meetresultaten

lt.1 De stuwkracht T als funktie van de oscillatie-frequentie van de vieugel F.

lt.2.Het motorrendernent N

e

11.3 De stuwkracht T als funktie van het door de ]notor afgegeven ver-mogen

1414 De stuwkracht T als funktie van de translatiesnelheid V.

11.5 Het open water rendement van de voortstuwer N0 als funktie van de translatiesnelheid V.

11.6 Het aan de voortstuwer geleverde vermogen als funktie van de translatiesnelheid V.

14.7 Het stuwvermogen

T als funktie van de translatiesnelheid V. 5.0 Lijst van de gebruikte symbolen

1.0 Inleiding

In dit rapport worden de metingen beschreven,die uitgevoerd zijn aan de door Schottel Nederland. ter beschikking gestelde hydropulser.

De gemeten grootheden zijn: le. stuwkracht T

2e. aantal slagen per seconde F

3e. voorwaartse sneiheid van de voortstuwer V 1e. opgenomen vermogen van de aandrijfmotor P. 5e. rendement van de aandrijÑnotor Ne i

2.0 Gegevens van de gebruikte apparatuur 2.1 De hydropulser

motor: fabrikaat : Servalco

type : TM 920

nominaal vermogen : 266 watt

= 2250 orflw,/min.

opmerking: na kort proefdraaien is bovengenoemde motor defect geraakt en vervangen door:

motor: fabrikaat : British Thomson-Houston

type : BD 1306

nominaal vermogen : 1/3 pk

N 1t500 omw./min

afmetingen van de stuwkamer 150 x 150 x 30 imn.

vertraging met behuip van kettingwielen :

1:,5

2.2 De dynamometer

fabrikaat : Lab. voor Scheepsbouwkunde

type : 86i-.IOI en IV

bereik : )40 kg

gevoeligheid : ip rek 18,232 grain

2.3 De rekmeter fabrikaat PeekeL type : 510 DNH 2.14 De askoppelmeter fabrikaat : Hottinger-Messtechniek type : 2140.01 nr. : 453 1ereik : 1 m kg

.,

3.0 De meetopstelling, het blokschema van de electronische verwerking 3.1 De meetopstelling

D

CI, zie f iguur 2.

dynamometer i

-dynarnometer 2

K2

j

5

3.2 Blokschenja van de electronische verwerking

T=K1 +K2

Figuur 1: Opstelling van de hydropulser met bevestiging aan de dynamometers en het principe van de werking

.0 Meetresultaten

.i.1 De stuwkracht als funktie van de oscillatiefrequentie van de vieugel.

Î?iuur 3 is het verband weergegeven tussen het aantal slagen

per seconde en de geleverde stuwkracht, respectievelijk bij v=o, v=0, rn/sec.,. V1,0 rn/sec. en V1,5 rn/see,

i4.2 Het motorrendement

Voor het bepalen van het opgenomen mechanische verniogen is na het beproeven van de hydropulser het rendement bepaald. van

de gebruikte electromotor bij de gemeten belastingstoestanden. In figuur is het blokschema gegeven van de proefoptelling.

n figuur 5 is het verband weergegeven tusen het motorrendement

en het aan de aandrijfmotor toegevoerde vermogen bij resp. 51.0, 810, 1350 en 1620 omw./min.

Het toegevoerde eleetrisch vermogen P. is verkregen uit het produkt van de ankerstroom I en de an*erspanning E, terwiji het

afgegeven vermogen

D verkregen is uit de vergelijking:

71620 x 736 (watt)

Het motorrendement N is bepaald met behuip van de vergeiijking:

e

N

x100%

e P. i

14.3 De stuwkracht als funktie van het door de motor fgegeven vermogen

In figuur 6 is het verband weergegeven tussen het door de motor afgegeven vermogen en de ontwikkelde stuwkracht T,

respec-tievelijk bij V0, V0,5 rn/sec., V=1,0 rn/sec. en V1,5 rn/sec.

14.14 De stukracht T als funktie van de translatiesneiheid V

In figuur 7 is het verband weergegeven tussen de ontwikkelde stuwkracht en de voorwaartse sneiheid. van de voortstuwer bij resp. 0, 0,5, 1,0 en 1,5 rn/sec.

45 Het open water rendement van de voortstuwer N als funktie van de

trans1a:Eiesnelhed V .

Het open water renemerit is verkregen uit de volgende vergelijking:

N T.V. °

Als omrekeningsfaktor tussen de gebruikte eenheden is gebruikt:

1 watt 0,1019 kg f rn/sec.

In figuur 8 is het verband uitgezet tussen het rendement en de translatiesneiheid.

.J

.i.6

Het aan de voortstuwer geleverde vermogen

D als funktie van de translatiesnelhed V

-In f'iguur ₉ is het verband aangegeven tussen het vermogen dat aan de voortstuwer aangeboden wordt en de translatiesneiheid. J4.7 Het stuwvermogen als funktie van de translatiesneiheid V

Ret stuwvermogen

T is verkregen Uit de volgende vergelijking:

= T.V.

5.0 Li3jst van de gebruikte symbolen

E

= ankerspanning

F

= aantal slagen per seconde van de voortstuver

I

= ankerstroom

K

door een dynamometer gemeten kracht

M

= askoppel

n

= motortoerental (omw./min.)

afgegeven vermogen van dé aandrijfmotor of het opgenomen

mecharisch vermogen van de voortstuwer

P,

opgenomen electrisch vermogeri van de aandrijfmotor

= stuwvermogen van de voortstuver

T

= stuwkracht

V

= translatiesneiheid of voorwaartse sneiheid van de

voort-stuwer

N

= rendement van de aaridrijfmotor

dynamometers en het principe van de werking 2 - Blokschema van de electronische verwerking.

3 - Verband tussen de vieugeifrequentie en de stuwkracht - Bloks cherna van de opstelling voor het bepalen van het

motorrendement.

5 - Het rendement van de aandrijfmtor bij de toegepaste

toerentallen.

6 -

Verband tussen het mechanisch vermogen en de stuwkracht.

7 -

Verband tussen de tians1atiesne1heid en de stuwkracht. 8 - Verband tussen de translatiesneiheid en het open water

rendement.

9 - Verband tussen het aan de voortstuwer geleverde vermogen en

de trarislatiesneiheid.

L__

o to ce L

ji

rekmeter

el. teller

figuur 2, B1oksche.a van de electronische verwerking

Integratoren

II

011<2 dt

t

K1

dt

I dt

I

L

L

DVM

el.telLer

best uring

5

4

3

1

QQfltOL stagen

-

sec

f iguur 3, Verband tussen vieugel-frequentie _{en stuwkracht}

'fr

i

Trans Latiesneiheid

in

_rn/sec.

o

's

'j

V

1,0

'4

1,5/

2 5

figuur 1, Blokschema van de opstelling voor het bepalen vari het motorrendement

A = Askoppelmeter

M1 = aandrijfmotor waarvan het rendement bepaald wordt

M2 = remmotor

V = voltmeter (ankerspanning)

I = strooimneter (amkerstroom) R = belastingsweerstand

t

Z5Q

¿0 Q

n= 5/0

50

100 150

0±

=1080

loo

200 300

toegevoerd etectrisch vermogen P,

figuur 5, Het rendement va de aand.rijfmotor bij de toegepaste toerentallen

200

¿00 600

watt

5 1,

j3

2

i

o

mechanisch vermogen

_{D -}

watt

figuur

6,

_{Verband tussen het mechanisch vermpgen en de stuwkracht}

/

/

/

/

/ /

Tra nstatie

in

snel held

rn/sec

Oi

Q5

'j cl I,

in

'J

15

o,

o

,

ai

q,

loo

200

300

-t

ai

5

I. 2

i

o'

transtansLotie'snetheid V

-

m/

figuur 7, Verband tussen _{de translatiesneiheid en de stuwkracht}

Aantat.

per

slagen

sec.

5,0

55

,,4,0

3,0

i

a)

E

G) G) I-a) .4-I

a

C a)

a-o

O

0,5

1,0

1,5

transtatiesnetheid V

_mh

_{e c}

1300

C a,

o

E L-a, C., In C

o

-c

C., a,

E

loo

3,0

0---per sec.

5,0

e

(J

0,5

1,0 1,5

transcitiesnetheid V

rn/sec

figuur 9, Verband tussen het aarx de voortstuwer geleverde vermogen en de translatie-sneiheid

s

i

.0

0,5 1,0

transtatiesneLheid V

_rn/sec

figuur 10, Verband tussen het stuwvermogen en de translatiesneiheid

1,5

p3

2

i

Acintal.

per

slagen

sec.

e

₅₅

1I

L'o