Reductora: distintas relaciones avante y atrás

[caribdis]

He estado pidiendo presupuestos para una hélice plegable de dos palas, en principio para montar en un Yanmar 29CV con reductora de serie y me comentan de un fabricante que como la reducción de la inversora es de 1:2,21 avante y de 1:3,06 atrás, no pueden asegurar el rendimiento de la hélice marcha atrás, que sería mejor una hélice orientable en las que sí que se puede ajustar el paso yendo avante o yendo atrás..

Me parece un poco raro que Yanmar fabríque las reductoras con esa diferencia de reducción de avante/atrás si no está justificado.

El paso se ajusta para una velocidad determinada, que en avante va a ser alta, cercana a la velocidad de casco, sobre los ocho nudos para mar en calma y unos tres nudos menos en condiciones duras.

Yendo atrás, ese paso seguiría siendo óptimo para esas velocidades si las revoluciones fueran las mismas, pero como son un 38% menores, el paso será óptimo para unas velocidades menores.

Del simple y clásico gráfico de Mr Crouch podemos ver que para un paso de 14''y 1448 rpm la velocidad ideal es de unos 8 nudos y que con ese paso y a 1046 rpm la velocidad ideal es unos 6 nudos.

Clic para ver la imagen a tamaño original 1335x1504.

Yo creo que las relaciones son coherentes, y que lo importante es optimizar el paso en avante, y que si en atrás es un par de nudos menos, eso es incluso beneficioso, porque no vamos a querer ir al máximo de velocidad marcha atrás, sino que vamos a querer que reaccione bien en una maniobra, en la que la velocidad atrás es cero o todavía avante, y que la hélice esté optimizada para seis nudos atrás ya me parece incluso excesivo...no sé que pensáis vosotros..

[Kane]

Me temo que hay algo incorrecto en este razonamiento:

"Yendo atrás, ese paso seguiría siendo óptimo para esas velocidades si las revoluciones fueran las mismas, pero como son un 38% menores, el paso será óptimo para unas velocidades menores."

Si el paso de la hélice no cambia, siendo la variable las revoluciones, con menos revoluciones la hélice perderá potencia, por lo que deberías aumentar el paso para conservar esa potencia. El que tienes no es el óptimo.

[caribdis]

Originalmente publicado por Kane

Me temo que hay algo incorrecto en este razonamiento:

"Yendo atrás, ese paso seguiría siendo óptimo para esas velocidades si las revoluciones fueran las mismas, pero como son un 38% menores, el paso será óptimo para unas velocidades menores."

Si el paso de la hélice no cambia, siendo la variable las revoluciones, con menos revoluciones la hélice perderá potencia, por lo que deberías aumentar el paso para conservar esa potencia. El que tienes no es el óptimo.

Yo entiendo que el paso nos permite obtener el ángulo ideal de ataque de las palas. El ángulo de ataque depende de la velocidad de la hélice en el agua y de la velocidad lineal de la sección de pala, que es función del radio de una sección concreta y del nº de revoluciones (2pi*n*r).

Si las revoluciones bajan, la velocidad lineal de la pala baja y el ángulo óptimo se obtendría a menor velocidad, independientemente de la potencia, que podría ser igual si el ángulo de ataque es el correcto, aún a menos revoluciones...



Un saludo

[Kane]

El paso y el ángulo de ataque de las palas (o una pala) de una hélice es exactamente el mismo a 0 rpm o a 15000rpm. Siempre y cuando NO sea de paso variable de ajuste automático.

Otra cosa completamente distinta es que el ángulo de ataque varíe con la distancia al extremo de la pala (desde el centro de la hélice) por la variación de la velocidad tangencial en cada sección, según el radio de giro. La velocidad angular es la misma en todas esas secciones. El paso también.

[Kane]

A ver si nos entendemos.

Yo interpreto que lo que cambia de ir avante o en reversa es la diferencia en velocidad angular (rpm) de la hélice por la diferente desmultiplicación de la reductora.

Si suponemos una potencia idéntica para ambas marchas, tendrás la potencia máxima del motor al régimen de rpm máximas, que corresponderá a una velocidad angular del eje mayor en avante que en reversa, puesto que no se pueden (deben sobrepasar). Y la reductora reduce más las rpm del motor en reversa que avante.

Como Potencia = par x velocidad angular, para que la potencia entregada por la hélice al agua en ambos casos y a la misma velocidad del barco, para poder comparar, sea la misma, al ser menor la velocidad angular, el par debe ser mayor, lo que se consigue, si no cambiamos el diámetro y el número de palas, con un paso mayor.

Parece que tú consideras simultáneamente la pérdida de rendimiento por la velocidad del barco lo que hace mucho más difícil la comparación. Yo lo hago a la misma velocidad en ambos sentidos, por ejemplo, en parado, para obtener buena potencia de arranque o freno.

[caribdis]

Originalmente publicado por Kane

A ver si nos entendemos.

Yo interpreto que lo que cambia de ir avante o en reversa es la diferencia en velocidad angular (rpm) de la hélice por la diferente desmultiplicación de la reductora.

Si suponemos una potencia idéntica para ambas marchas, tendrás la potencia máxima del motor al régimen de rpm máximas, que corresponderá a una velocidad angular del eje mayor en avante que en reversa, puesto que no se pueden (deben sobrepasar). Y la reductora reduce más las rpm del motor en reversa que avante.

Como Potencia = par x velocidad angular, para que la potencia entregada por la hélice al agua en ambos casos y a la misma velocidad del barco, para poder comparar, sea la misma, al ser menor la velocidad angular, el par debe ser mayor, lo que se consigue, si no cambiamos el diámetro y el número de palas, con un paso mayor.

Parece que tú consideras simultáneamente la pérdida de rendimiento por la velocidad del barco lo que hace mucho más difícil la comparación. Yo lo hago a la misma velocidad en ambos sentidos, por ejemplo, en parado, para obtener buena potencia de arranque o freno.

Suponer que la potencia utilizada sea igual es mucho suponer.

La potencia es trabajo en la unidad de tiempo, y trabajo es fuerza por distancia. Si no realizamos trabajo no aplicamos ninguna potencia, sería el caso de una hélice de paso cero, vaya a las revoluciones que vaya (potencia en el eje).

Para escoger una hélice buscaremos aquella que nos permita aplicar la máxima potencia del motor de que disponemos en las condiciones que nos parecen fundamentales, decía las de máxima velocidad y mala mar. Así como el motor puede generar una potencia determinada y moverse a unas revoluciones determinadas (ojo, el motor de un coche cuesta abajo lleva revoluciones altas y tal vez no utilice ninguna potencia; y el empuje -fuerza- que transmite una hélice es función de sus revoluciones). Este sería un esquema en que aparece motor y hélice en dos condiciones como las nombradas:



Es evidente que buscaremos una hélice que nos permita utilizar la máxima potencia del motor en las circunstancias señaladas.

Marcha atrás, tendremos una curva de resistencia según la velocidad distinta, y seguramente no vayamos a utilizar la máxima potencia nunca, pero la curva sería más parecida a la de tiempo duro que a la de calma, porque la resistencia de un casco atrás seguramente sería mayor que avante. El que las revoluciones en el caso de la reductora de que hablo sean menores simplemente quiere decir, a mi modo de ver, que, para el mismo paso (que en una hélice plegable no podemos variar), las velocidades ideales serían menores, o sea, que la relación atrás sea mayor es en todo caso, positiva.

página 179

Un saludo

[caribdis]

Originalmente publicado por Kane

El paso y el ángulo de ataque de las palas (o una pala) de una hélice es exactamente el mismo a 0 rpm o a 15000rpm. Siempre y cuando NO sea de paso variable de ajuste automático.

Otra cosa completamente distinta es que el ángulo de ataque varíe con la distancia al extremo de la pala (desde el centro de la hélice) por la variación de la velocidad tangencial en cada sección, según el radio de giro. La velocidad angular es la misma en todas esas secciones. El paso también.

El paso es fijo, pero el ángulo de ataque de las palas depende de la velocidad del flujo que llega a la hélice.

La velocidad en cada sección de hélice varía según su distancia al eje, pero las palas se construyen para que el paso se mantenga constante desde la raíz de cada pala a su extremo.



El paso se optimiza para una velocidad determinada, la velocidad dependerá de la potencia que tengamos y de la curva de resistencia al avance del barco, que además será distinta para mar en calma y para condiciones de viento y mar fuertes. Para transmitir esa potencia, el diámetro de la hélice es fundamental y su área también. Dejando esos parámetros aparte, el paso óptimo será el que permita que los perfiles de las palas produzcan el mayor empuje posible.

En realidad se escoge una hélice calculando los requerimientos óptimos de diámetro y paso para una potencia determinada (que permite unas velocidades determinadas según las condiciones). Normalmente se escoge la hélice cuyo producto de diámetro x paso se ajusta más al producto de diámetro y paso óptimos.

Por lo tanto, si tenemos el motor decidido para un barco concreto, y escogemos la hélice más adecuada para las situaciones más importantes: velocidad máxima con mar calma y potencia ante mar y viento formados; el que marcha atrás la hélice tenga menos revoluciones simplemente nos indica que obtendrá su máximo rendimiento a menor velocidad, porque la componente vectorial 2pi*n*r será menor (y para mantener el ángulo de ataque de la pala óptimo, la velocidad también debe ser menor).

El proceso de cálculo está explicado aquí.

Un saludo

[Kane]

Amigo caribdis.

Estás hablando del ángulo de ataque óptimo que te va a dar el mayor rendimiento de la hélice en unas determinadas condiciones.

Y lo que yo he señalado es esto:

"Me temo que hay algo incorrecto en este razonamiento:

"Yendo atrás, ese paso seguiría siendo óptimo para esas velocidades si las revoluciones fueran las mismas, pero como son un 38% menores, el paso será óptimo para unas velocidades menores.""

Yo diría que estamos dicutiendo (en el sentido amigable de discutir) sobre dos cosas diferentes. Con lo cual nunca podremos llegar a estar de acuerdo. Excepto, tal vez, en que paso y ángulo de ataque son dos cosas diferentes.

Un saludo.

[guia]

Yo he pedido tambien presupuesto a flexofold y las medidas que me han recomendado son

With a 3GM30f, 27/3600 ( gear reduction ratio 1:2,62 ) we would recommend a 2-blade 16x12R or a 3-blade 16x11-3R propeller

El `problema de la marcha atras esta en muchos foros y hay un video en youtube en que marcha atras las palas de la helice plegable se cierran.