Açıklamalı hesaplamalar

Pervane açık su katsayıları

Verilen J–KT–gerçek KQ tablosunda ekstrapolasyonsuz enterpolasyonla itme, tork, şaft gücü ve kırpılmamış açık su verimini inceleyin.

Pervane açık su katsayıları çalışma alanı

Belirtilen J–KT–KQ tablosunda enterpolasyon yapın; itme, tork ve açık su verimini inceleyin. Varsayılan eğri sentetiktir; üretici, gemi veya doğrulanmış bir pervaneyi temsil etmez.

J = VA/(nD) · T = ρn²D⁴KT · Q = ρn²D⁵KQ · PD = 2πnQ · η₀ = TVA/PD = JKT/(2πKQ)

Eğitim örneğini girin

Ondalık ayırıcı olarak nokta kullanın; binlik ayırıcı girmeyin. Bilimsel gösterim kabul edilir. Sınırlar sayısal eğitim denetimleridir; gemi veya pervanenin doğrulandığını göstermez.

Hız girdisinin anlamı

Tanımlanan hız seçilen birimİlerleme modunda VA; gemi/iz modunda VS. Dönüşümden sonra 0–50 m/s.

Hız birimi

Pervane devir hızı dev/dak0.1–6.000 dev/dak. n = rpm/60; n pozitif olmalıdır.

Pervane çapı D m0.01–20 m. Bu tablo hesabında sabittir.

Su yoğunluğu ρ kg/m³100–2.000 kg/m³. Model/tam ölçek benzerliğini kanıtlamaz.

Kullanıcı tablosu: J, KT, gerçek KQBaşlıksız 2–30 satır. Her satırda bir J,KT,KQ üçlüsü. J: 0–3, en az 0.000001 farkla kesin artan; KT: 0–2; gerçek KQ: 0.000001–1. Ondalık nokta ve sütunlar için virgül kullanın. 10KQ değerini KQ olarak girmeyin. Otomatik katsayı ölçekleme yapılmaz.

Varsayılan değerler sentetik eğitim verisidir. Gerçek donanımı yorumlamadan önce tablonun tamamını kaynaklı ve uyumlu veriyle değiştirin. Bu çalışma alanı o veriyi doğrulamaz.

Başlangıç sonucu sentetik/varsayılan eğitim örneğidir.

Hesaplanan örnek
Büyüklük	Değer	Birim
VS	Tanımsız	m/s
VA	6	m/s
n	2	rev/s
J	0,6	1
KT	0,25	1
Gerçek KQ	0,045	1
İtme T	640,625	kN
Tork Q	576,5625	kN·m
Pervanedeki şaft gücü PD	7245,2981	kW
Faydalı açık su gücü TVA	3843,75	kW
Açık su verimi η₀ (kırpılmamış)	0,53051648	1

Fiziksel yorum

Şafta gelen PD = 2πnQ gücü, pervanede itme T ve faydalı TVA gücüyle ilişkilendirilir. Gemi direnciyle denge kurulmaz. Yalnızca şema; ok uzunlukları ve çizim boyutları ölçekli değildir.

Bu girdilerle sayısal yerine koyma

VA = 6 m/s
n = 120 / 60 = 2 rev/s
J = 6 / (2 × 5) = 0,6
α = (0,6 − 0,4) / (0,8 − 0,4) = 0,5
KT = 0,3 + 0,5 × (0,2 − 0,3) = 0,25
KQ = 0,05 + 0,5 × (0,04 − 0,05) = 0,045
T = 1025 × 2² × 5⁴ × 0,25 = 640625 N
Q = 1025 × 2² × 5⁵ × 0,045 = 576562,5 N·m
PD = 2π × 2 × 576562,5 = 7245298,1 W
TVA = 640625 × 6 = 3843750 W
η₀ = 0,6 × 0,25 / (2π × 0,045) = 0,53051648
PD − 2πnQ = 0 W; η₀ − TVA/PD = 0,0000000000000001110223

Eğri ve sayısal değerler

Düz çizgi ve daireler KT’yi; kesikli çizgi ve kareler gerçek KQ’yu gösterir. İki eksen de boyutsuzdur. Parçalı doğrusal eğri yalnız girilen J aralığındadır. Düşey noktalı çizgi güncel ilerleme katsayısını gösterir. Girilen tüm satırlar ve hesaplanan verimler sonraki tabloda bulunur.

Girilen satırlar; KQ gerçek tork katsayısıdır. Verimler her satırdan hesaplanır, girdi değildir.
Satır	J	KT	Gerçek KQ	η₀
1	0	0,4	0,06	0
2	0,4	0,3	0,05	0,38197186
3	0,8	0,2	0,04	0,63661977
4	1,2	0,08	0,025	0,61115498

Hıza göre duyarlılık

Yalnız tanımlanan hız girdisi 0.5, 0.75, 1, 1.25 ve 1.5 ile çarpılır. rpm, D, ρ, verilen tablo, hız modu ve açıkça girilen w sabittir. J, KT ve KQ yeniden hesaplanır. Eğri veya eğitim sınırı dışındaki noktalarda sonuç verilmez; ekstrapolasyon yapılmaz.

Yalnız tanımlanan hız girdisi 0.5, 0.75, 1, 1.25 ve 1.5 ile çarpılır. rpm, D, ρ, verilen tablo, hız modu ve açıkça girilen w sabittir. J, KT ve KQ yeniden hesaplanır. Eğri veya eğitim sınırı dışındaki noktalarda sonuç verilmez; ekstrapolasyon yapılmaz.
V ×	V · m/s	VA · m/s	J	KT	Gerçek KQ	T · kN	Q · kN·m	PD · kW	η₀	Durum
0,5	3	3	0,3	0,325	0,0525	832,8125	672,65625	8452,8477	0,29557347	Güncel girdilerle hesaplandı.
0,75	4,5	4,5	0,45	0,2875	0,04875	736,71875	624,60938	7849,0729	0,42237273	Güncel girdilerle hesaplandı.
1	6	6	0,6	0,25	0,045	640,625	576,5625	7245,2981	0,53051648	Güncel girdilerle hesaplandı.
1,25	7,5	7,5	0,75	0,2125	0,04125	544,53125	528,51563	6641,5232	0,61491683	Güncel girdilerle hesaplandı.
1,5	9	9	0,9	0,17	0,03625	435,625	464,45312	5836,4901	0,67174362	Güncel girdilerle hesaplandı.

CSV yerel olarak oluşturulur; girdileri, birimleri, varsayımları, model sürümünü, kaynakları, enterpolasyon ayrıntılarını, verilen tüm eğri satırlarını ve ilgili duyarlılık satırlarını içerir. Fazladan basamaklar deney doğruluğunu değil, aritmetiği gösterir.

Model ve denklemler

Katsayı tablosu bir veri kümesidir; pervane tasarımı değildir. Bu çalışma alanı yalnız pozitif n ile ileri dönüşü, negatif olmayan ilerleme hızını ve itme katsayısını, pozitif tork katsayısını kabul eder. Negatif itme, frenleme, geri çalışma ve su akışıyla serbest dönme bölgeleri farklı model gerektirir; burada reddedilir.

ITTC, n’yi saniyedeki devir sayısı olarak tanımlar. n² veya n³ kullanmadan önce rpm değerini 60’a bölün. Gerçek tork katsayısı KQ = Q/(ρn²D⁵) şeklindedir. Bazı verilerde eksen 10KQ olarak işaretlenebilir: bu değer KQ’nun on katıdır; kaynağı kontrol edip girmeden önce kendiniz dönüştürün. Program kaynağın gösterimini tahmin etmez.

VA, açık su temsilinde kullanılan bozulmamış eksenel ilerleme hızıdır; otomatik olarak gemi hızı VS’ye eşit değildir. Doğrudan mod VA’yı girdi kabul eder, VS’yi bilinmeyen bırakır. Gemi/iz modu açıkça VA = VS(1−w) skaler ilişkisini varsayar. Girilen w bir varsayımdır; tekne etkileşimi tahmini veya efektif iz ölçümü değildir.

Komşu (J₁, KT₁, KQ₁) ve (J₂, KT₂, KQ₂) satırları arasında α = (J−J₁)/(J₂−J₁) alınır. KT = KT₁ + α(KT₂−KT₁) ve benzer şekilde KQ hesaplanır. Tam satır eşleşmesinde o satır kullanılır. Verim, bu katsayılardan hesaplanır; uç nokta verimleri arasında doğrusal enterpolasyon yapılmaz. Tablo dışında sonuç verilmez.

Boyut kontrolü yararlıdır: ρn²D⁴ birimi N, ρn²D⁵ birimi N·m’dir. Şaft açısal hızı saniyede 2πn radyan olduğundan PD = 2πnQ birimi W olur. Faydalı açık su gücü TVA ve verim η₀ = TVA/PD şeklindedir. PD, temsil edilen pervaneye aktarılan güçtür; ana makine fren gücü değildir.

Pozitif giriş torkunda η₀ > 1, tanımlanan motorla sürülen çalışma yorumunda enerji tutarsızlığıdır. Tablonun diğer satırlarında veya enterpolasyon aralıklarının içinde görülen tutarsızlıklar dahil ham değerler korunur ve uyarılır. Denetim her doğrusal aralık boyunca JKT−2πKQ ikinci derece ifadesini inceler. Bu gerekli enerji kontrolünü geçmek geometriyi, deney kalitesini, benzerliği veya performansı doğrulamaz.

Semboller ve birimler

Semboller ve birimler
Sembol	Büyüklük	Birim
VA / VS	İlerleme hızı / açıkça belirtilen gemi hızı	m/s
w	Kullanıcının varsaydığı skaler iz katsayısı	1
n / rpm	Saniyedeki / dakikadaki devir sayısı	dev/s / dev/dak
D / ρ	Çap / akışkan yoğunluğu	m / kg/m³
J	İlerleme katsayısı VA/(nD)	1
KT / KQ	İtme / gerçek tork katsayısı	1
T / Q	İtme / tork	N / N·m
PD / TVA	Pervane şaft gücü / faydalı açık su gücü	W
η₀	Açık su verimi; kırpılmaz	1

Çözümlü örnek

Sentetik tablo (J,KT,KQ) = (0,0.4,0.06), (0.4,0.3,0.05), (0.8,0.2,0.04), (1.2,0.08,0.025) satırlarını içerir. VA = 6 m/s, rpm = 120, D = 5 m ve ρ = 1025 kg/m³ örneğini yükleyin. Ölçülmüş bir eğri veya belirli bir pervane ima edilmez.

n = 120/60 = 2 dev/s. J = 6/(2×5) = 0.6. J = 0.4 ile 0.8 arasında α = (0.6−0.4)/(0.8−0.4) = 0.5 bulunur. Dolayısıyla KT = 0.3 + 0.5(0.2−0.3) = 0.25 ve KQ = 0.05 + 0.5(0.04−0.05) = 0.045.

T = 1025 × 2² × 5⁴ × 0.25 = 640625 N. Q = 1025 × 2² × 5⁵ × 0.045 = 576562.5 N·m. PD = 2π × 2 × 576562.5 ≈ 7245298.057 W. TVA = 640625 × 6 = 3843750 W; η₀ ≈ 0.530516477.

Açık iz örneğinde VS = 7.5 m/s ve varsayılan w = 0.2 kullanılarak aynı VA elde edilir: VA = 7.5(1−0.2) = 6 m/s. Aynı aritmetik yalnız varsayılan dönüşümü gösterir; w’nin doğruluğunu kanıtlamaz. İtme azalması, tekne verimi, bağıl dönme verimi, kavitasyon veya geminin erişebileceği hız belirlenmez.

VA = 0 iken J = 0 yalnız bu uç nokta tabloda varsa değerlendirilir. Pozitif KT ve KQ, sonlu itme, tork ve şaft gücü verebilir; fakat TVA = η₀ = 0 olur. Dönmeyen pervane n = 0 bu modelin dışındadır; J ve katsayılar sıfıra bölmeyle kullanılamaz.

Varsayımlar ve sınırlar

Tablo, sayısal biçimi sınırlandırılmış kullanıcı verisidir; deney sertifikası değildir. Başlangıç değerleri sentetiktir. Veriler, burada modellenmeyen pervane geometrisine, Reynolds sayısına, suya batma derinliğine ve deney koşullarına bağlı olabilir.
Parçalı doğrusal enterpolasyon açık bir eğitim yaklaşımıdır; ITTC deney prosedürü veya uyarlanmış fiziksel yasa değildir. Seyrek satırlar arasındaki çözülmemiş değişimleri geri getiremez. İki satır kabul edilir fakat yalnız bir doğru parçası sağlar; ek bilgi üretilmez. En küçük J aralığı kontrolünde yalnızca ölçeğe bağlı dört makine epsilonu kadar yuvarlama payı tanınır. Kesin artan sıra ve ekstrapolasyon yasağı değişmez.
Yalnız J ≥ 0, KT ≥ 0, KQ > 0 ve n > 0 kabul edilir. Negatif/ters, sıfır torklu, dört bölgeli ve serbest dönme koşulları reddedilir. η₀ > 1 durumunda uyarı verilir; değer sessizce 1 yapılmaz. Verimin [0,1] aralığında olması dahi fiziksel tutarlılığı tek başına kanıtlamaz.
Kavitasyon başlangıcı, havalanma, mukavemet, gürültü, tekne etkileşimi, ölçek büyütme, iz tahmini, pervane–makine uyumu, deniz denemesi veya erişilebilir gemi hızı çıkarılmaz. Kaynak ITTC açık su tanımları model ölçekli deneyleri ele alır ve tek başına tam ölçek tahmini sağlamaz.
Aynı katsayılarla D veya rpm değiştirmek benzerliği kanıtlamaz. Çalışma alanı itmeyi gemi direnç eğrisine bağlamaz ve itme azalması katsayısı uygulamaz. Ek kayıplar ve sevk ilişkileri olmadan buradaki şaft gücü ana makine gücü olarak okunamaz.

Birincil kaynaklar

Kamuya açık ITTC denklemleri 9 Ekim 2026 tarihinde kontrol edildi. Bu sadeleştirilmiş çalışma alanı deney veya ölçek büyütme prosedürlerinin tamamını uygulamaz.

propulsion-teaching-1.0.1

İlgili bağlam

Yöntemin açıklaması ve çözülmüş örneği bu sayfadadır. Aşağıdaki yazılar ek bağlam sağlar.

Tüm hesaplama araçları