differenza tra spinta e potenza

[alfacharlie]

perchè considerando il volo rettilineo uniforme nel caso di u velivolo jet si prende la spinta ,mentre nel caso di un velivolo ad elica o anche turboelica si prende in esame la potenza?

[Prisucci89]

La spinta (thrust) si misura in Newton e ha le dimensioni di una forza. La potenza è la rapidità di accrescimento del lavoro e si misura in Watt o HP, ergo è un lavoro che può svolgere un corpo in un determinato tempo.

Nel caso tu voglia calcolare il Rateo di salita usi la spinta (per esempio, perchè sono tutti calcoli di forze). Nel SI si usano i Newton ma vedo che spesso usano anche le Libbre Forza he sono tipo i Kg Forza (che a livello tecnico sono state bandite in europa nei documenti tecnici).

Nel caso del motore ad elica spesso nelle considerazioni quando studiamo i motori usiamo le potenze ( Watt o HP ) nel caso di R/C e altri usiamo le Spinte ( newton )...

dipende da cosa devi considerare... comunque sono due cose distine..


PS: poi comunque prendi in considerazione quello che ti pare.... se non devi ricavarti dati per un problema alla fine hai tutto, altrimenti poi comunque con delle formule ti ricavi le altre rispettive caratteristiche tecniche...

[Carletto]

perchè considerando il volo rettilineo uniforme nel caso di u velivolo jet si prende la spinta ,mentre nel caso di un velivolo ad elica o anche turboelica si prende in esame la potenza?

Perchè un motore a getto fornisce una spinta quasi indipendente dalla velocità, la spinta dipende dalla posizione della manetta. In pratica in un motore a getto regoli la spinta, la potenza erogata dipende dalla velocità.

Invece in una motoelica la spinta cambia con la velocità, quella che rimane (quasi) costante e dipende dalla posizione della manetta è la potenza. Questo è particolarmente vero con eliche a giri costanti. In una motoelica controlli la potenza erogata, la trazione dipende dalla velocità.

Per questa ragione è più comodo usare la spinta in un caso o la potenza nell'altro.

[butterfly]

In un motore a getto il lavoro compiuto dal sistema serve ad accellerare masse d'aria al fine dii produrre una forza (spinta) che consenta al velivolo di muoversi

In un turboalbero o in un turboelica il lavoro prodotto dal sistema serve a muovere una trasmissione e quindi non puoi parlare di spinta (che in teoria è zero) piuttosto parli di coppia/potenza trasmessa all'albero di trasmissione.

Se tu vedi i due sistemi le configurazioni della turbina di bassa pressione sono differenti perchè differenti sono gli scopi delle due.
Saluti
Daniela

[JT8D]

Sì, nei turboreattori la regolazione si fa in base alla spinta, appunto derivata dalla posizione della manetta: aumentando V chiaramente aumenta la potenza e anche il rendimento globale del motore.
Quindi parlare di potenza con il motore a getto ha scarso significato, e le loro caratteristiche si definiscono sempre in funzione della spinta erogata.
Nei motoelica la regolazione avviene per potenze: al variare della velocità, a giri e pressione di alimentazione costanti, varia la trazione e la potenza rimane costante.

Paolo

[JT8D]

Aggiungo: per quanto di scarso interesse pratico, con una formuletta è possibile calcolare la "potenza" di un motore a getto, chiamata thp (Thrust Horse Power).

Riguardo ai motori turboelica, dovendo ottenere una certa potenza e una certa coppia sull'albero dell'elica, si cerca di far compiere il massimo lavoro possibile ai gas sulla turbina di potenza che poi tramite riduttore aziona l'elica. Per sfruttare l'energia residua dei gas che non hanno compiuto lavoro sulla turbina, essi vengono fatti poi accelerare in un ugello per produrre un pò di spinta che va ad integrare la trazione dell'elica. Chiaramente si tratta di spinte molto ridotte, dato che l'energia dei gas viene spesa quasi completamente sulla turbina che aziona l'elica, come detto.
La potenza disponibile sull'albero del turboelica viene chiamata shp (shaft horse power): si può calcolare anche la tehp (total equivalent horse power), detta spesso anche solamente ehp , ottenuta sommando alla shp la thp equivalente alla spinta generata dai gas residui.

Paolo

[Almost Blue]

Io ho trovato per caso questo, mentre cercavo un convertitore tra sistemi di misura:
http://www.aerospaceweb.org/question/pr ... 0195.shtml

Da quello che c'ho capito, una cosa è la spinta e un'altra la potenza.
La spinta statica dovrebbe essere la massima spinta prodotta da un motore tenuto fermo al banco e che quindi, non andando da nessuna parte, non compie alcun lavoro. Il lavoro ci sarebbe quando l'aereo inizia a spostarsi in avanti. La potenza dovrebbe essere la quantità di lavoro che si riesce a compiere nell'unità di tempo.

[butterfly]

per intenderci in una sala prova motori per i motori getto hai il motore appeso e misuri la forza/spinta che genera sui piloni a cui è appeso, in un turbo albero o in un turbo elica all''albero di bassa è connesso un freno idraulico che aassorbe la potenza estratta e simula il carico dell'elica o della trasmissione che va al rotore
di fatto i due sistemi per quanto uguali come architettura hanno due scopi completamente diversi.
ho provato a scrivere due slides magari possono esservi utili (chiedo venia sin da adesso se su alcune cose posso essere stata poco precisa ma ho cercato di semplificare al massimo).
Saluti
Daniela

[Zapotec]

Eccezionale come sempre Daniela !

[sunny life]

Ciao a tutti, è il primo messaggio e ho deciso di scriverlo qui....
molto interessante l'argomento come spesso capita ognuno di noi da la sua versione..
complimenti a Daniela per il suo pdf quasi perfetto,
posso fare una domanda?
vorrei capire quanta spinta si ottiene riscaldando 1 kg sec di aria da 25 a 550 c°
qualcuno di voi mi può aiutare?
grazie.

[butterfly]

grazie per il "quasi perfetto"
essendo un forum aperto a tutti ho cercato di essere molto stringata e di non usare "paroloni" troppo incomprensibili anche se magari più precisi
se vuoi qualcosa di più preciso chiedi pure sono lieta di poterti essere d'aiuto (per quello che posso) tieni conto che ormai sono passata a cose un po' più pratiche e meno da libri universitari

p.s. il pdf è stato preparato in contemporanea con una pasta alla carbonara

[sunny life]

adesso capisco.....la carbonara sarà stata altrettanto "quasi perfetta...."
ho già sritto la mia domandina...e sicuramente non è quasi perfetta...
mi aspetto che qualche ing. mi chieda chiarimenti, es. diametro ugello, geometria, pressione amosferica...ecc,
speriamo che ci sia un buon samaritano che mi aiuti...

[Carletto]

A seconda delle ipotesi e delle assunzioni, per un jet puro potrebbe essere, come idea generale, dalle parti da 500N a 800N.

[sunny life]

Grazie carletto, sapresti darmi un indicazione, a quanti kw corrisponderebbero?
ho letto nel link di Almost Blue ma...."non ho capito"...ciao

[sunny life]

Scusa per il Carletto...in minuscolo...
ho trovato questo ,
: Spinta/potenza
di JT8D il 28 settembre 2009, 22:30

Molto semplicemente, per trasformare la Spinta nel valore di Thrust Horse Power (thp) :

thp= FV/375 , dove F è la spinta del motore in libbre, V è la velocità in mph.

Con la velocità in Knots, la formula diventa:

thp=FV/325

Paolo


chi me lo può spiegare ?

[87Nemesis87]

scusami...non ho capito..cosa vorresti spiegato? ...il perchè con la velocità in nodi cambia la formula?

[sunny life]

Se ho a disposizione una spinta di 800 N a quanti KW corrisponderebbe ?
un esempio semplice uno scooter con 1.5 KW di motore si muove a 60 kmh
sostituisco il motore con la "mia" turbina da 800N di spinta e mi chiedo...
quanti kW ho a disposizione?
se di + ovviamente andrà piu veloce....
non mi sembra difficile da calcolare per un ingegnere...
suppongo che anche un tecnico dovrebbe farcela
purtroppo io "non l'ho ancora capito"

[87Nemesis87]

la potenza è uguale alla forza x velocità

allora: se continuassi ad andare a 60km/h (circa 16,67m/s) anche con quella turbina da 800N, avresti una potenza di:

P = FxV = 800x16,67 = 13336W = 13,336KW

[sunny life]

Non penso sia cosi.....se avessi 13.33 kW sicuramente il mezzo andrebbe molto piu veloce
e il problema è prima di fare una prova pratica vorrei calcolare la velocità teorica
quindi ritorniamo al punto iniziale....800 N sono + o - di 1.5 kW ?
se sono di + monto la turbina...
se sono -....evito di sprecare tempo.....
ovviamente è un' esercizio... per capire semplicemente come risolvere questo problemino...

[87Nemesis87]

ho capito quello che dici, ma non puoi convertire la spinta con la potenza avendo solo questi due dati...sono due cose diverse...ti serve almeno un altro parametro...come la velocità

la potenza è quanto lavoro compi nell'unità di tempo, non è un valore che mi dice quanto va veloce l'oggetto, mi dice solo quanto lavoro faccio al secondo, se tu hai un motore da 800N e vai a 60Km/h svilupperai quella potenza, se vai più veloce ne sviluppi una maggiore...

...almeno, io penso che sia così, se qualcuno sà convertire potenza e spinta così su due piedi (avendo o solo 1 o l'altro) me lo dicesse pure a me che la cosa ormai mi interessa

[Carletto]

Grazie carletto, sapresti darmi un indicazione, a quanti kw corrisponderebbero?
ho letto nel link di Almost Blue ma...."non ho capito"...ciao

Mi sono consultato con il mio consulente (un pilota Airone ) e abbiamo concluso quanto segue. Dato che la potenza dipende dalla velocità, Il conto l'avevamo fatto per condizioni di decollo, quindi relativamente lento: viene che 500N di spinta per 100m/s di velocità fanno 50kW (forza per velocità uguale potenza meccanica).

In quelle condizioni un motore consuma circa 9 grammi di kerosene al secondo. 9 grammi di kerosene contengono circa 380kJ di energia, e quindi la potenza chimica immessa nel motore vale circa 380kW.

Il rendimento vale 13%, molto basso dato che il motore in condizioni di decollo ha un rendimento basso, ma elevata spinta. In crociera il rendimento sale di parecchio.

[sunny life]

buon anno a tutti
penso che ci stiamo avvicinando alla soluzione...
allora se monto la turbina su un velivolo e raggiunge 100 ms di velocità avrò 500N di forza aerodinamica resistente
e in quel caso dispongo di 50 kW ( 380 consumati )
e se la montassi su "aratro" avrei 500N resistenti e una velocita di 0.5 msec 500x0.5= 250w 0.250 Kw ?
cè ancora qualcosa che mi sfugge.....

[JT8D]

Scusa per il Carletto...in minuscolo...
ho trovato questo ,
: Spinta/potenza
di JT8D il 28 settembre 2009, 22:30

Molto semplicemente, per trasformare la Spinta nel valore di Thrust Horse Power (thp) :

thp= FV/375 , dove F è la spinta del motore in libbre, V è la velocità in mph.

Con la velocità in Knots, la formula diventa:

thp=FV/325

Paolo


chi me lo può spiegare ?

Come ti è già stato detto, per calcolare la potenza devi per forza tenere conto della velocità. A punto fisso con V=0, puoi erogare tutta la spinta che vuoi ma la tua potenza è 0.
Calcolare la potenza di un turboreattore (cosa che ha scarsissimo utilizzo pratico) è possibile con la formula che hai trovato, che ti permette, data spinta e velocità, di calcolare la thp (Thrust Horse Power). La thp è espressa come:

thp= FV/550 , dove F è la spinta in libbre, V la velocità in ft/sec.

Un cavallo di potenza è pari a 550 ft.lb. al secondo, e 550 ft / sec. equivalgono a 375 miglia/ora. Quindi dalla formula di cui sopra, una libbra di spinta equivale a un t.h.p. a 375 m.p.h. Di conseguenza, con la velocità in mph abbiamo:

thp=FV/375

Se citi la velocità in knots (miglia nautiche per ora), un knot è uguale a 1.1515 mph, una libbra di spinta è pari a un t.h.p. a 325 Knots, quindi per la V in nodi :

thp=FV/325

Paolo

[sunny life]

mi piacerebbe capire, se la spinta di un turboreattore è la somma dei gas eiettati e della spinta prodotta dalla "ventola"
la potenza assorbita da quest'ultima sarà pure verificata al banco ed essendo calettata sull'albero verrà misurata la sua coppia, suppongo.
per esempio nei moderni motori mi sembra che aumentino il piu possibile i diametri al punto che io li considererei "turboeliche intubate" avete informazioni al riguardo?
in % quanta potenza viene assorbita dalla ventola per esempio di un GEnx-1B64 ?

[Achille]

Sarà anche forse OT e magari lo avete anche visto, ma sto video mi piace molto!

[JT8D]

Sarà anche forse OT e magari lo avete anche visto, ma sto video mi piace molto!

E' un video abbastanza noto, che era disponibile (non so se lo sia ancora, penso di sì) sul sito di CFM International.
Spiega in maniera molto semplice le basi del funzionamento di un turbofan ad alto By-Pass e i suoi elementi fondamentali.

Paolo

[sunny life]

Mentre in un motore Jet non ha assolutamente senso parlare di Potenza, ma è corretto parlare di
spinta, nei turboelica possiamo chiaramente indicare la potenza espressa all’albero, definita shp
(Shaft Horse Power). Se però consideriamo la potenza equivalente generata dalla spinta ottenuta dai
gas (Thp: Thrust Horse Power. Per il calcolo è convenzionalmente accettato, in condizioni statiche
e al livello del mare, che 1 Shp sia equivalente approssimativamente a 2.6 Lbs di spinta) otteniamo
la T.e.h.p (Total equivalent horse power, spesso indicata solo come Ehp (Equivalent Horse Power).

era questa la risposta che cercavo.....grazie a voi l'ho trovata
1 Shp = 2,6 Lbs di spinta ( 1.18 kg )

quindi 500N 50 kg : 1.18= 42 Shp 42x0.746=31.332 kw

se qualche ing. me lo conferma sarei piu tranquillo.....

[sunny life]

per adesso niente conferme, mi permetto di continuare il mio ragionamento chiedendo
altre informazioni,

quanto può essere indicativamente la differenza tra ingresso e uscita (parlo di sezioni ) della camera di combustione?
penso che per uscire dal lato turbina per forza i gas debbano avere una strada diciamo "aperta"

la seconda domanda è : che tipo di cuscinetti montano gli alberi turbine e quante ore possono funzionare prima di essere sostituiti?

[butterfly]

per adesso niente conferme, mi permetto di continuare il mio ragionamento chiedendo
altre informazioni,

quanto può essere indicativamente la differenza tra ingresso e uscita (parlo di sezioni ) della camera di combustione?
penso che per uscire dal lato turbina per forza i gas debbano avere una strada diciamo "aperta"

la seconda domanda è : che tipo di cuscinetti montano gli alberi turbine e quante ore possono funzionare prima di essere sostituiti?

sunny life cosa intendi tra differenza tra ingresso e uscita? di quale grandezza parli di pressioni, velocità, temperatura....????

per quanto riguarda i cuscinetti tipicamente si usa almeno un cuscinetto a rulli ed uno a sfera ad ogni estremità (dipende dalla configurazione)
ad esempio i motori della famiglia CT7-8/T700 hanno 6 cuscinetti tre a rulli e tre a sfere
di cui uno a rulli ed uno a sfere per "sostenere" la gas generatrice (compressore+turbina di alta pressione) e due a rulli e due a sfere per "sostenere" l'albero della turbina di bassa pressione fino all'output drive shaft che collega il motore con il riduttore del rotore dell'elicottero (o dell'elica ove prevista)
ho cercato una cross section ma purtroppo non sono riuscita a trovarla

[sunny life]

Intendo la sezione di ingresso( area dove passa l'aria compressa) alla camera di combustione anulare misurata in cm2..o .mm2 e l'area di uscita misurata nel punto minimo prima della turbina,

per quanto riguarda i cuscinetti : a sfere ..sono a contatto obliquo per sostenere la spinta assiale?
sono parecchie tonnellate da trasmettere, hai qualche dettaglio in merito al tipo, marca, misura, di questi cuscinetti?
grazie.

[sunny life]

come scrive "butterfly...."

La morte non sta nel non comunicare, ma nel non poter essere più compresi (Pier Paolo Pasolini)

mi sento incompreso.....perchè non ho risposte?

[butterfly]

Intendo la sezione di ingresso( area dove passa l'aria compressa) alla camera di combustione anulare misurata in cm2..o .mm2 e l'area di uscita misurata nel punto minimo prima della turbina,

per quanto riguarda i cuscinetti : a sfere ..sono a contatto obliquo per sostenere la spinta assiale?
sono parecchie tonnellate da trasmettere, hai qualche dettaglio in merito al tipo, marca, misura, di questi cuscinetti?
grazie.

scusa sunny ma devo farti almeno due appunti su quanto scrivi
1) di che genere di applicazione vuoi questi dati? c'è una bella differenza tra un turbofan di un liner o un turbofan di un jet militare o un turboprop quindi risponderti è molto difficile su domande così generiche
è come se ti chiedessi quanto pesa una macchina, è molto diverso il peso di una cinquecento e di un RAV4!

2) riguardo i cuscinetti vale lo stesso appunto di cui sopra? di che cuscinetti stiamo parlando? per quale tipo di applicazione? ma soprattutto parliamo dei cuscinetti che si trovano sull'asse motore e che reggono gli alberi turbina oppure vuoi parlare dei cuscinetti che stanno nell'AGB?

premesso questo ti rispondo per quanto posso.
i cuscinetti a sfere assorbono anche la spinta assiale ma questo tipo di informazione la puoi trovare un po ovunque in rete anche ben spiegata
per quanto riguarda le marche dei cuscinetti i fornitori tipici sono:
FAG, SKF, Timken
spero di averti aiutato un po'
saluti
daniela

[sunny life]

n°1 ok parliamo di GE 90
il dato interessante ( per mè ) è se cè differenza e se la proporzione di questa differenza è
+o- costante nelle tipologie di motori di taglia simile.

n° 2 è sempre riferita ai GE 90, riguarda i cuscinetti della turbina " veloce " e anche di quelli che trasmettono
la spinta assiale della fan ( a proposito è vero che gira a 2500 giri min )

grazie ....saluti...

[sunny life]

http://www.skf.com/portal/skf/home/indu ... 79&lang=en
questo è interessante,
http://www.skf.com/portal/skf/home/indu ... 75&lang=en
quest'ultimo non ho capito cos'è
http://www.skf.com/portal/skf/home/indu ... 78&lang=en
voi lo sapete?

[sunny life]

ci riprovo....e spero di spiegarmi meglio,volevo capire se l'aria compressa "deve" passare in una sezione
inferiore entrando in camera di combustione, per poi uscire, dopo la combustione, da una sezione maggiore.
nel disegno allegato aria compressa in azzurro, gas combusti in marrone,
nella sezione azzurra ho la stessa pressione di quella marrone?
avendo una sezione maggiore i gas combusti escono da quell' apertura ?
che proporzione ci può essere?
dove posso trovare delle informazioni di questo tipo....grazie