Il terzo fascicolo: rendimento di elica isolata!

Il fascicolo, in formato PDF di circa 7.2MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. Il laboratorio è già stato descritto in un altro post su questo stesso sito.

Il laboratorio è stato realizzato grazie alla collaborazione con l'Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale (CNR-INSEAN).

L’elica è di gran lunga il più diffuso organo di propulsione navale. Durante la sua rotazione l’elica spinge dietro di sé l’acqua ricevendo da essa una spinta che si trasferisce all'imbarcazione a cui l’elica stessa è solidale. L’efficienza di un’elica è ovviamente funzione del rapporto tra quanto lavoro compie e quanto se ne deve compiere per farla ruotare. In questo laboratorio si analizza un test di un’elica reale, eseguito nei laboratori del CNR-INSEAN, alla ricerca delle migliori condizioni di funzionamento dell’elica stessa.

Il fascicolo è accompagnato dal file GeoGebra con dati e grafici e da un documento xMaxima che riporta il calcolo completo e commentato.
Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• le dimensioni delle principali grandezze che si incontrano in meccanica
• i rudimenti dell’analisi dimensionale

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• le dimensioni delle principali grandezze che si incontrano in meccanica e i rudimenti dell’analisi dimensionale
• i concetti base sull’algebra vettoriale (essenzialmente la somma vettoriale)
• come determinare l’espressione di una funzione che soddisfi determinate caratteristiche
• il concetto di derivata e di massimo e minimo relativo e le procedure per determinare un massimo o un minimo relativo

In alcuni passaggi, in modo particolare la ricerca di funzioni che approssimano i dati sperimentali
e il calcolo del rendimento massimo, può risultare molto utile la conoscenza di un’applicazione
per il calcolo simbolico (CAS - Computer Algebra System).

Obiettivi

L’obiettivo è quello di calcolare il rendimento massimo dell’elica - e un intervallo per cui tale rendimento è superiore a una certa soglia - in funzione della velocità di avanzo dell’elica stessa a partire da alcuni dati sperimentali (effettivamente ottenuti in una prova di elica isolata) e di fornire a un ipotetico committente tutti i dati ricavati dall’analisi dell’esperimento.