Onderwerp: Raadsel van de draaiende schroef..

PvO schreef :
De sleepweerstand van een schroef is een functie van de watersnelheid en de draaisnelheid. Het verschil tussen die twee is kracht.

Draait de schroef langzamer (slepen of regenereren) dan is er weerstand. Als je m stil zet is de weerstand dus hoger. Nog hoger wordt die als de je schroef tegengesteld gaat aandrijven.

Draait de schroef sneller (aangedreven) dan is de kracht voorwaarts.

Het is echt niet ingewikkelder dan dit.

Tenzij klap-/vaanstandschroef. Dan is stil staan voordeliger. Maar dat is vals spelen omdat de vorm van de schroef verandert.

Baasklusje schreef :
Het rendement van een diesel motor is het hoogst bij vollast en een laag toerental. Wij weten zelf niet hoeveel "gas" we daadwerkelijk geven, omdat al onze scheepsmotortjes toeren geregeld zijn.

Maar reken maar dat een motor die een bepaald toerental loopt, harder moet werken dan wanneer er 2 datzelfde toerental lopen. Dat geeft een hoger rendement.

Of dat verschil genoeg is, om het van de sleepweerstand van die andere schroef te winnen, laat zich alleen maar experimenteel bepalen. Want van te veel factoren afhankelijk.

CO2 komt direct van brandstofverbruik. Dus wat zuinig is, is ook goed voor CO2. NOx is een ander verhaal.

Het rendement van een diesel motor is het hoogst bij vollast en een laag toerental. Wij weten zelf niet hoeveel "gas" we daadwerkelijk geven, omdat al onze scheepsmotortjes toeren geregeld zijn.

Dit is absoluut niet waar.

Reed schreef :
OK. Verklaar je nader. Want dan weet ik waarom de metingen die ik bij DAF experimenten deed, onjuist waren.

brambo schreef : Dit is inderdaad een eeuwig durende discussie, maar een antwoord zal er niet komen, want zoals altijd met alles op een boot begint het juiste antwoord met 'het hangt er vanaf'.

De ene schroef, as opstelling en koppeling is de andere niet.

Stel je hebt een 4 blads shroef met een motor/koppeling combinatie welke flink koppel kan leveren. Dan heb je waarschijnlijk een schroef met een bladoppervlakte verhouding die lekker groot is. Die schroef zal tijdens het slepen aanzienlijk minder weerstand leveren als je die laat mee draaien. Heb je nu een tweeblads schroef met een oppervlakte verhouding van 0.15 op een s-spant met schroefraam, dan zal deze maar een fractie van de weerstand hebben als je deze stil zet tov mee laten draaien, zeker als je een merkje op de as zet en de bladen in lijn met de kiel kan zetten.

Kortom, de vraag van mee laten draaien of vastzetten is vragen of we een appel met een banaan willen vergelijken.

Wat betreft de vraag van Kock:
Ja: de binnenschipper heeft gelijk; de meedraaiende schroef heeft weerswtand en zorgt voor een iets hoger brandstof verbruik. Dit is echter maar een zeer klein percentage van het totaal verbruik. Ga je de tweede motor starten en gebruiken, dan is het extra verbruik een stuk meer dan wat de slepende schroef veroorzaakt.

Wat betreft het wisselen van motor iedere 3 uur, dat zou ik zelf niet doen. Een diesel slijt meer in de eerste 15 minuten na de start dan van 8 uur draaien op een goede temperatuur. Je motoren gaan merkbaar langer mee als je gewoon dezelfde motor voor de duur van een tocht gebruikt en dan voor het volgende tochtje de andere motor.

Reed schreef : Volgens Wartsilla komt dit toch aardig dicht in de buurt.

Ik zal het eenvoudig proberen te duiden: Het is een combinatie van hoe de constructeurs de motor ontwerpen met het oog op het doel en het gebruik er van. Voor dieselmotoren ligt het maximale rendement grofweg tussen de ca 80 à 90% van de maximale belasting. (Dat is iets anders dan het energetisch rendement dat rond de 50% zal liggen bij grote motoren).
Nogmaals dat ligt ook aan het doel waarvoor de motor is ontworpen en hoe deze gebruikt wordt. Voorbeeld:
Moet een motor een bijna constant vermogen leveren, kun je dat maximale remndement bij een hoog vermogen verwachten. Wordt de motor ook (veelvuldig) in deellast gebruikt, dan zal dat wat lager liggen.
Onze dieseltjes in onze jachtjes zullen naar ik verwacht een maximaal rendement laten zien bij zo`n 80% van de maximale belasting en een energetisch rendemant dat niet in de buurt komt van die grote scheepsdiesels.
Erik benoemde een Wartsila (vaak scheepsdiesels) deze worden ook bepaald voor het gebruik.
Dwz dat er ontwerp is van een schip en dan wordt berekend hoeveel vermogen er onder welke omstandigheden gewenst is en tevens wordt bekeken welke omstandigheden naar verwachting het meeste voor zal komen.
Dat komt best wel nauwkeurig want om je een indicatie te geven: verdubbeling van de snelheid is een vermogenstoename tot de macht 3. Dan wil je wel even rekenen wat er precies nodig is.
Aan de hand van deze gegevens wordt de motor gekozen en dan kan het best wel eens zo zijn dat bij bijna vol vermogen het hoogste rendement wordt verkregen. Voor onze dieseltjes ligt dat totaal anders.

Reed schreef :
Daar waar het speciek brandstofverbruik het laagst ligt, is het rendement het hoogst toch? Wat bedoel je met 80 á 90% ?

Je hebt niet heel veel aan die grafiekjes.
Ze geven nl. maar 1 situatie weer: alleen maximaal vermogen bij bepaald toerental.
En laat nou in de praktijk zelden een motor maximaal belast te worden.
Neem nou 2000 toeren. Het grafiekje zegt dan 5 kW. Maar bij 2000 toeren wordt zeer waarschijnlijk door jouw schroef helemaal geen 5 kW gevraagd, eerder iets van 1,5 kW.
Het brandstof verbruik is dan ook geen 290 g/kWh maar een fractie daarvan.

En daarom zijn er vaanstandschroeven. Die kunnen de spoed aanpassen zodat buh hetzelfde toerental je meer vermogen kan vragen van de motor waarbij het rendement toeneemt.

Zoals Erik al zei: te complex voor een simpel antwoord.

PS. Die vermogens-toerental grafiek, is dat niet wat we de roetlijn noemen? Vraag je meer vermogen bij een toerental ( zidat je boven de lijn komt) gaat de motor roeten en zie je een zwarte pluim uit de uitlaat komen.

Ronaldl schreef :
Waarom zou het specifiek brandstofverbruik bij een bepaald toerental ónder maximale belasting gunstiger zijn?

Ronaldl schreef :
Precies.

De grafiek is helemaal gemaakt bij wat Reed 100% belasting noemt. De fabrikant bepaalt waar dat ergens terecht komt, met de karakteristiek van de regulateur, de plunjers in de injectiepomp, en de openingskarakteristiek van de injectors.

Waar het terecht kàn komen, de roetlijn, hangt mede ook af van de vormgeving van de verbrandingskamers, de inlaat en uitlaatkanalen etc. Maar zo ingewikkeld hoef je er zelf niet in te gaan.

Het uiteindelijke rendement van een diesel wordt maar door een paar parameters bepaald: het carnot rendement, dat schrijft voor dat een motor een beter rendement heeft bij een hogere verbrandingspiekdruk, het toerental: meer toeren geven meer mechanische verliezen, en het hebben van een volledige verbranding. Dat laatste vormt in extrema de roetlijn waar je t over hebt. Maar ook daar onder is er al sprake van roet productie en koolwaterstof uitstoot.

Bij DAF was die uitstoot belangrijk (normen) dus werd er flink van de roetlijn af gebleven. Er werd heel veel aandacht besteed aan de vorm van de kanalen in de kop, zuiger, en spruitstukken. Toen ik daar werkte (begin '90) was er nog geen sprake van AdBlue, of roetfilters. Wij meetten (maten?) toen het beste rendement bij een laag toerental, bij vollast. Zonder uitzondering, bij alle motoren.

Bij benzine motoren is het rendementsverhaal een stuk ingewikkelder: de brandstof zit al in de lucht als die binnenkomt. Als er dan wat onverbrand de uitlaat in verdwijnt, is dat meteen verlies. Niet alleen van vermogen, dat is t bij een Diesel ook, maar van brandstof. Dat is t bij een Diesel niet.

Nachtvlinder schreef :
Interessant, dat laatste statement: Fuel consumption when idling.

Idling= stationair lopen. Dan wordt er geen vermogen naar buiten geleverd. Dus is efficientie per definitie nul, en SFC dus oneindig.

The factor two...in tijd gemeten?

Joop66 schreef :
Da's natuurlijk niet waar: een schroef kan gewoon in het werk bij stationairdraaiende motor.

Dat zal dan wel “stationair vooruit” zijn oid. Maar strekking is dat er bij elk specifiek toetental een optimale belasting is waar het rendement maximaal is. Bij lagere belasting dan dat nemen de wrijvingsverliezen in verhouding tot het afgeven vermogen toe; bij hogere belasting is de brandstof-lucht circulatie boven de zuigers en/of de verbrandingstemperatuut niet optimaal.

In een 2D curve niet af te lezen…

Ben wel benieuwd hoe een motor ontworpen voor stationair bedrijf (een generator, hybride aandrijving of containership dat ontworpen is voor een vaste kruissnelheid) nu geselecteerd wordt.

De “rated” grafieken kunnen niet aangehouden daarvoor begrijp ik. Welke gegevens dan wél?