Vertändnisfrage Vortrieb Propeller

[ghaffy]

Zitat von michei1

...
Durch das Flügelprofil wird lediglich der Wirkungsgrad etwas erhöht.
Das stimmt doch, oder bin ich hier völlig auf dem Holzweg?
...

Prinzipiell ist das wohl so.
Ist zwar ein Beispiel aus der Luftfahrt, aber wichtig ist ja nur, dass die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft ist, dann geht's nach oben.
Die gerne verbreitete Mär, dass die "Wölbung" ein Muss ist, damit was fliegt, ist so nicht richtig.
Auch ein steifes Brett fliegt, ganz ohne "Tragflächenprofil", wenn ihm ausreichend dynamischer Auftrieb verpasst wird.

https://www.youtube.com/watch?v=hw8E6lNf0Y8

Jetzt haben Gase und Flüssigkeiten einige Ähnlichkeiten, aber auch einige ganz entscheidende Unterschiede.
Aber als Vater, der drei Kinder in Kindergarten, Grundschule und schließlich im Bastelkeller hatte, weiß ich, dass auch Wasserpropeller nach Klapotetz-Art allerhand Wasserfahrzeuge antreiben können.

[Shearline]

Zitat von ghaffy

Aber als Vater, der drei Kinder in Kindergarten, Grundschule und schließlich im Bastelkeller hatte, weiß ich, dass auch Wasserpropeller nach Klapotetz-Art allerhand Wasserfahrzeuge antreiben können.

Wenn ich mir das jetzt so vor Augen führe... das sollte uns eigentlich zu denken geben!

Während Kinder ihrem Entdeckungs- und Erfindungsdrang freien Lauf lassen, analysieren wir die Dinge in Internet-Foren zu Tode. Ehrlich: manchmal wünschte ich mir einen guten Teil dieser Unbefangenheit wieder zurück. Werd' ab sofort wieder d'ran arbeiten!

[tritonnavi]

@michei1:

Ganz allgemein: Unterdruck kann max. -1Bar haben, also völliges
Vakuum

und wie kommt dann immer noch genug Wasser an den Propeller, dass er ununterbrochen mit Überdruck nach hinten transportieren kann?

Der Propeller würde nach deiner Theorie nichts mehr haben, was er nach hinten drücken könnte.

Das erhöht nur den Wirkungsgrad, es wird aber mit Sicherheit auch
funktionierten, wenn es einfache gerade (nicht gewölbte) Blätter wären.

Richtig, das Prinzip bleibt aber das gleiche.

Wieso kann man denn den Wirkungsgrad an einem Propeller erhöhen, wenn man u.a. die "Vakuum"-Seite (analog auch zur Flugzeugflügel-Oberseite) profiliert?
Wenn die Vorderseite uninteressant wäre, weil sie eh nicht bringt, dann könnte und würde man sich das ganz bestimmt sparen.

[ghaffy]

... Unterdruck kann max. -1Bar haben, also völliges Vakuum. Mehr geht einfach nicht.
Überdruck kann fast unbegrenzt groß sein. Z.B. 20 Bar = 20x höhere Kraft möglich wie mit max. Unterdruck von -1Bar.

Deshalb kann mit Unterdruck nie eine so große Kraft erzeugt werden, wie mit Überdruck

...

Ähem, hüstel hüstel, räusper räusper.

Eine Aufgabe aus dem Physik-Unterricht (vereinfachte Version zum Kopfrechnen):

• In einem luftdicht abgeschlossenen Behälter herrscht ein Druck von - 1 bar.
• Am Versuchsort herrscht gerade ein Luftdruck von 1 bar.
• Der Deckel des Behälters hat eine Größe von 1 m².
• Welche Kraft ist erforderlich, um den Deckel zu öffnen? (Großzügigerweise vernachlässigen wir das Gewicht des Deckels)

Leute aus Magdeburg und Umgebung dürfen nicht mitspielen.

@Michi: Ich möchte keinesfalls, dass bei dir der Eindruck entsteht, dass ich dich damit aufziehen möchte, sondern eher den "Haken" ganz allgemeiner Natur damit aufzeigen. Ehrlich. Also bitte fühle dich nicht betroffen! .bf:

[tritonnavi]

verstehe ich jetzt nicht so ganz:

Deshalb kann mit Unterdruck nie eine so große Kraft erzeugt
werden, wie mit Überdruck

was ist daran falsch?

[Shearline]

Bitte...Bitte...ich weiß was!

Aaalso: ganz streng genommen, gibt es gar keinen Unterdruck. Den haben wir lediglich im Hinblick auf die Bezugsgröße "atmosphärischer Druck" erfunden. Und der beträgt ja bekanntlich schon ca. 1 bar und nicht etwa 0 bar.

Ansonsten macht mir die Vakuum-Propeller-These schon etwas Angst:

...Bei Vollgas könnte das Boot demzufolge einfach implodieren und die ganze Familie durch ein Wurmloch in ein Parallel-Universum gerissen werden. Sicher ist man da nur mehr auf der Badeplattform, weil die ja auf der Druckseite vom Propeller liegt

[tritonnavi]

Zitat von Shearline

Bitte...Bitte...ich weiß was!

Aaalso: ganz streng genommen, gibt es gar keinen Unterdruck. Den haben wir lediglich im Hinblick auf die Bezugsgröße "atmosphärischer Druck" erfunden. Und der beträgt ja bekanntlich schon ca. 1 bar und nicht etwa 0 bar.

Ansonsten macht mir die Vakuum-Propeller-These schon etwas Angst:

...Bei Vollgas könnte das Boot demzufolge einfach implodieren und die ganze Familie durch ein Wurmloch in ein Parallel-Universum gerissen werden. Sicher ist man da nur mehr auf der Badeplattform, weil die ja auf der Überdruckseite vom Propeller liegt

bis auf, dass es nicht ganz Boot betrifft, hast du ja völlig recht und man nennt das Kavitation....

[ghaffy]

Zitat von tritonnavi

...

was ist daran falsch?

Ja, genau das ist die Frage.

EDIT Hinweis:
Es ist dasselbe "falsch", was auch an diesem Messinstrument, das Unterdruckmanometer genannt wird, "falsch" ist:

[Dicke Lippe]

Zitat von ghaffy

Ja, genau das ist die Frage.
...

Wenn ich jetzt aber auf der Venus wohne, da ist der Druck an der Oberfläche
~90 x höher als auf der Erde, habe ich dann bei - 1bar auch schon ein absolutes
Vakuum? ...

[huebi]

Bevor es hier zu sehr in den Blödsinn abgleitet, hier der Link zur Bibel der Motorboottechnik: http://www.lo-technik.de/88Tommi-tfp...Bo-Vers008.pdf

Ab Seite 341 wird wesentliches über den Propeller erklärt. Die Leute, die das erstellt haben, sollen sich ihre Mühe ja nicht umsonst gemacht haben.

[She's_a_Lady]

Jetzt haben wir Propeller und Jet aber wie passen da jetzt die Zugpropeller rein?

Volvo IPS
Volvo Forward Drive
Gondeln an den Kreuzfahrern
?

[Shearline]

Zitat von ghaffy

Ja, genau das ist die Frage.

EDIT Hinweis:
Es ist dasselbe "falsch", was auch an diesem Messinstrument, das Unterdruckmanometer genannt wird, "falsch" ist:

Frei nach Shakespeare:
"Relativ oder Absolut...das ist hier die Frage
ob Meeresniveau oder Himalaya
schickt sich der Zeiger an es richtig zu deuten?"

[Shearline]

Zitat von She's_a_Lady

Jetzt haben wir Propeller und Jet aber wie passen da jetzt die Zugpropeller rein?

Volvo IPS
Volvo Forward Drive
Gondeln an den Kreuzfahrern
?

Jetzt habt ihr mich endgültig so weit verwirrt, dass ich mir einen neuen "Propeller" bestell:




Übrigens: auch die von Dir genannten Kandidaten arbeiten nach dem Impulserhaltungssatz.
Gleiches Prinzip also: nur scheint es auf Grund ihrer Anordnung so, als würden sie etwas "ziehen".

Interessanter scheint es da schon, die Funktionsweise eines VOITH-SCHNEIDER Antriebs gegenüberzustellen.

[michei1]

Zitat von ghaffy

Ja, genau das ist die Frage.

EDIT Hinweis:
Es ist dasselbe "falsch", was auch an diesem Messinstrument, das Unterdruckmanometer genannt wird, "falsch" ist:

Jetzt nehmt es hald nicht so genau. Ist ja keine Doktorarbeit hier

Ob ich jetzt -1Bar oder 0 Bar schreibe, das ist doch Ansichtssache. Jeder weis, was gemeint ist.
Wo definiere ich den Bezugspunkt? Athmospärischer Druck, oder doch nicht? Ich kann, wenn ich will denn Bezugspunkt auf +375,358 Bar legen, wenn ich grad lustig bin. Dann stimmt Euer ganzes 0 -1 gedöns nicht mehr.

Es ist doch aber richtig, das ein Vakuum, nur minimal 0 (nicht mal das, genau genommen )sein kann.
Überdruck, kann jedoch immer viel größer sein. Dadurch kann man eine größere Kraft mit Überdruck erreichen, als mit Unterdruck. Punk.

Dass es die Begriffe Unter- und Überdruck eigentlich garnicht gibt, das ist mir klar. Wir verfassen aber hier keine Wissenschaftliche Arbeit, deshalb hab ich frecherweise mit umgangssprachlichen Begriffen um mich geworfen.

Effekte wie etwa Kavitation, und noch viele Weitere schöne Feinheiten, das ist doch bei so einem grundlegenden theoretischen Modell, (das wir hier durchkauen) garnicht berücksichtigt.

Schönen trivialen Gruß

Michi

[michei1]

Zitat von She's_a_Lady

Jetzt haben wir Propeller und Jet aber wie passen da jetzt die Zugpropeller rein?


Gondeln an den Kreuzfahrern
?

Ob der Propeller vorne oder hinten am Boot, oder Getriebe sitzt, ist doch völlig Schnuppe, find ich.
Hauptsache er schiebt, zieht oder sonst was das Boot nach vorne. Alles Ansichtssache, ob ich schieben oder ziehen sage.
Es muss eine Kraft +F Newton nach vorne erfolgen, dann gehts vorwärts. Wo die angreift, ist egal.

Schönen newtonschen Gruß

Michi

[tritonnavi]

Zitat von Dicke Lippe

Wenn ich jetzt aber auf der Venus wohne, da ist der Druck an der Oberfläche
~90 x höher als auf der Erde, habe ich dann bei - 1bar auch schon ein absolutes
Vakuum? ...

Ja, dann ist der maximal mögliche Differenzdruck bei "Vakuum" 90bar und entsprechend größere Kräfte können dann auf eine Fläche wirken.
Aber auch auf der Venus wird man deren Atmosphäre (wenn es eine gibt, keine Ahnung) durchaus auf mehr als 90bar komprimieren können und entsprechend größere Kräfte die auf eine Fläche wirken erhalten können.

Um wieder beim Propeller zu bleiben, der sich in einem Medium von etwas über 1bar Druck befindet:
Der größte Differenzdruck, der durch Vakuumierung erzeugt werden kann, sind dann etwas über 1 bar und entsprechend sind die Kräfte, die auf eine Fläche wirken (s. Magedeburger Halbkugeln).

Komrimieren kann man das Wasser eben unter der Oberfläche aber durch aus auf erheblich mehr als 1 bar "Überdruck" und somit auch deutlich höhere Kräfte durch Überdruck als durch ein Vakuum erhalten.

[diri]

Zitat von ghaffy

Leute aus Magdeburg und Umgebung dürfen nicht mitspielen.

.bf:

Otto find ich gut

http://www.halbmikrotechnik.de/servi...ericke/kug.gif

[diri]

Zitat von tritonnavi

Wieso kann man denn den Wirkungsgrad an einem Propeller erhöhen, wenn man u.a. die "Vakuum"-Seite (analog auch zur Flugzeugflügel-Oberseite) profiliert?

Meine mal irgendwo und irgendwann gelesen zu haben, der entstehende Unterdruck durch die Profilierung bringt das anströmende Wasser an den Rand der gewollten, aber nicht zerstörenden Kavitation, es verdampft praktisch direkt im vorderen Oberflächenbereich des Flügels, da nun Luft/Dampf oder was das nun ist, einen geringeren Widerstand bietet als Wasser, die vordere Flügelfläche schiebt praktisch nicht mehr gegen eine Wasserwand, bringt das Ganze mehr Kraft nach vorne,

gruss dieter

[michei1]

Zitat von diri

Meine mal irgendwo und irgendwann gelesen zu haben, der entstehende Unterdruck durch die Profilierung bringt das anströmende Wasser an den Rand der gewollten, aber nicht zerstörenden Kavitation, es verdampft praktisch direkt im vorderen Oberflächenbereich des Flügels, da nun Luft/Dampf oder was das nun ist, einen geringeren Widerstand bietet als Wasser, die vordere Flügelfläche schiebt praktisch nicht mehr gegen eine Wasserwand, bringt das Ganze mehr Kraft nach vorne,

gruss dieter

Sach ich doch: erhöht nur den Wirkungsgrad ein wenig...

[tritonnavi]

Die Profilierung von Propellern spielt sich aber nicht nur an der Forderkante ab, sondern zieht sich am Flügel letztendlich von vorn nach hinten.

ich zitiere mal aus der Schrift "Propellertheorie", Prof. Kornev, Uni-Rostock, Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik:

Die Schiffsschraube ist ein rotierendes
Flügelsystem. Die grundsätzlichen physikalischen Mechanismen, die bei der Umströmung eines
Propellerblattes auftreten, sind deshalb
denen sehr ähnlich, die aus der Theorie der konventionellen Flügel bekannt sind. Ziel dieses Abschnittes ist eine kurze
Beschreibung der Physik der
Flügelumströmung.


Ein Profil mit einem positiven Anstellwinkel
wirkt in der Strömung so, dass es die Strömung entlang der Saugseite beschleunigt, während sie entlang der
Druckseite gebremst wird. Aus der Bernoulli
Gleichung folgt demnach, dass der Unterdruck auf der
Saug- und der Überdruck auf der Druckseite entstehen. Eine typische
Verteilung
des Druckbeiwertes ( ) /( 2 / 2) p C p p
V    
(pressure coefficient) entlang der

Saug- und Druckseite wird in Abb. 2.3 gezeigt.
Hier sieht man, dass es zu einem stoßartigen
Druckabfall an der Eintrittskante kommt, der besonders bei großen Anstellwinkeln und scharfen Eintrittskanten ausgeprägt
ist. Dieser stoßartige Druckabfall ist unerwünscht, da damit die Kavitation an der Eintrittskante entstehen
kann. Bei moderaten Anstellwinkeln und/oder
gut entworfenen Profilen verschiebt sich das
Druckminimum zur Profilmitte und der stoßartige Druckabfall wird damit gemindert. In diesem Fall wird von einer
stoßfreien Umströmung der Eintrittskante gesprochen. Die Aufgabe des Profilentwurfes für Schiffspropeller ist
dieGewährleistung der stoßfreien Umströmung
der Eintrittskante in einem möglichst großen
Bereich des Anstellwinkels α.

Der Auftrieb am Profil ist proportional der Summe der beiden Flächen der Druckbeiwertsverteilung (Druck- und Saugseite). Wie zu sehen ist,
leistet die Saugseite des Profils den
größeren Beitrag zum Auftrieb.

[ghaffy]

Zitat von tritonnavi

...

Komrimieren kann man das Wasser eben unter der Oberfläche aber durch aus auf erheblich mehr als 1 bar "Überdruck" und somit auch deutlich höhere Kräfte durch Überdruck als durch ein Vakuum erhalten.

Ich denke mal, das Wurmloch in Ingos Beitrag ist der entscheidende Hinweis, wenn ich Stephen Hawking auch nur andeutungsweise verstanden haben sollte, was keinesfalls als sicher gelten kann. Der Raum müsste negativ gekrümmt sein, damit eine negative Fläche (also mit einer Ausdehnung von weniger als Nul Quadratmeter) entsteht. Oder so ähnlich. Muss mal mit Zaphod Beeblebrox drüber reden.

Ich denke, folgende Mängel hat die o.a. Aussage:

Druck erzeugt keine Kraft. Druck ist auch keine Kraft. Sondern Druck ist definiert als Kraft dividiert durch Fläche, und zwar genaugenommen als Betrag der Kraft durch Fläche. Die Fläche ist aber eine skalare Größe und kann kein negatives Vorzeichen haben. Was wäre denn kleiner als Null Quadratmeter?

Und die Idee, dass man eine Flüssigkeit komprimieren könnte, ist doch bekanntermaßen Unfug. Die ideale Flüssigkeit (die es nicht gibt), ist ja u.a. dadurch definiert, dass sie nicht komprimierbar ist.
Wasser ist zwar keine ideale Flüssigkeit, aber die Komprimierbarkeit von Wasser ist im Zusammenhang mit Schiffspropellern vollständig vernachlässigbar (den genauen Wert kann man sicher googeln).

Das Wasser wird daher hinter dem Propeller sicher nicht komprimiert.
Das Wasser wird vom Propeller allenfalls "nach hinten geschoben". Und in genau demselben Ausmaß muss es von irgendwoher nachströmen.

[diri]

Zitat von michei1

Sehr anschaulich kann man das am Jetantrieb erklären:

So bis etwa 40km/h hat der Jet nur einen sehr schlechten Wirkungsgrad. Warum?
-> Er muss selbständig das Wasser in den Jet saugen - sprich, diese Leistung geht hinten beim Impuls ab.

Ist er über der magischen Geschwindigkeitsgrenze, wird das Wasser von selbst in den Jet gedrückt. Diese Leistung muss er also nicht selber aufbringen - der Jet arbeitet nun zu 100% nach dem Impulssatz. Das Ding geht viel besser ab und ist wirtschaftlicher.
(Bei Flugzeugturbinen ist das genau so)
Schönen Gruß
Michi

Dies ganze selbstansaug und selbst hineindrück Geschichte erinnert mich fatal an so ein paar Spezialisten in nen Autoforum, da war man teilweise der Meinung man könnte sich nen Turbolader sparen indem man ne grosse Luftsammler , also wie so eine Art Trichter vorn am Auto baut, da kommt ja nun reichlich Luft zusammen, die nun in den Ansaugtrakt geleitet würde auch mehr Druck machen und praktisch ne Turbolader ersetzen,

Soweit ich mich erinnern kann verläuft der Druckaufbau im Jetantrieb nicht linear zur Drehzahl, dem zufolge sehr bescheiden im unteren Drehzahlbereich, ebenso ist der Ausgang noch unter der Wasserlinie, erst über Wasser bekommt er seinen Wasserstrahl nach hinten ohne grossen Widerstand weg was den Vortrieb nach vorne zugute kommt,

gruss dieter

gruss dieter

[tritonnavi]

@qhaffy, mit dem komprimieren hast du bei Wasser recht, das war Blödsinn meinerseits, spielt hier aber auch letztendlich keine Rolle, denn es ging grundsätzlich um eine Druckerhöhung und die ist selbstverständlich auch bei Wasser möglich und ohne eine Druckerhöhung im Wasser würde sich nichts nach hinten bewegen.

Und meine Aussage, dass man durch höheren Druck höhere Kräfte erhalten kann, ist auch nicht falsch, denn wir gehen ja hier (Propellerflügel) nicht davon aus, dass sich die Flächen ändern oder gar gegen Null gehen..

[michei1]

Zitat von diri

Dies ganze selbstansaug und selbst hineindrück Geschichte erinnert mich fatal an so ein paar Spezialisten in nen Autoforum, da war man teilweise der Meinung man könnte sich nen Turbolader sparen indem man ne grosse Luftsammler , also wie so eine Art Trichter vorn am Auto baut, da kommt ja nun reichlich Luft zusammen, die nun in den Ansaugtrakt geleitet würde auch mehr Druck machen und praktisch ne Turbolader ersetzen,

Soweit ich mich erinnern kann verläuft der Druckaufbau im Jetantrieb nicht linear zur Drehzahl, dem zufolge sehr bescheiden im unteren Drehzahlbereich, ebenso ist der Ausgang noch unter der Wasserlinie, erst über Wasser bekommt er seinen Wasserstrahl nach hinten ohne grossen Widerstand weg was den Vortrieb nach vorne zugute kommt,

gruss dieter

gruss dieter

Warum wird der Druckaufbau im Jet nicht linear zur Drehzahl sein?
Weil er Druckverluste hat, sprich gegen einen Widerstand "ansauen" muss.
Wird dieser Druckverlust kleiner, es wird was "rein gedrückt", steigt der Wirkungsgrad. Gaaanz einfach.

Zum Trichter am Auto:

Das hat mit Sicherheit einen positiven Effekt. Siehe Motorrad Ram Air System. Ab hohen Geschwindigkeiten (etwa größer 180km/h), steigt die Leistung durch dieses System um ein paar % an. Punkt. Der Staudruck wirkt wie ein kleiner "Turbolader". -> Druckverluste werden in Summe kleiner.

Schönen Jetialen Gruss

Michi

[diri]

Zitat von michei1

Warum wird der Druckaufbau im Jet nicht linear zur Drehzahl sein?
Weil er Druckverluste hat, sprich gegen einen Widerstand "ansauen" muss.
Wird dieser Druckverlust kleiner, es wird was "rein gedrückt", steigt der Wirkungsgrad. Gaaanz einfach.

Schönen Jetialen Gruss

Michi

Na eher Strömungsverluste, die hat er sowieso durch den Knick in seinen Wasserzulauf, ziemlich entscheidener Nachteil, prinzipiell strömt das Wasser eigentlich am Einlauf vorbei,
aber egal, ich habe nur meinen Senf dabei gegeben und weiter nichts, dieses ganze Thema ist sehr komplex und für meinen alten Denkapparat inzwischen zu anstrengend,
mein Chemieprof hatte immer einen guten Spruch ,
> Wenn man das nicht genau weiß bzw. nachprüfen kann dann nimmt man einfach an dass das nur so sein kann und nicht anders, <

gruss dieter