Propeller-Wirkungsgrad

[HaraldGesser]

Zitat von avk

Ja, ich habe die Formel ins Excel einghackt um dann noch ein wenig mit den Werten herumspielen zu können.

Hallo Armin,

könntest Du das Exelsheet vielleicht öffentlich machen, oder ist das technisch nicht möglich?
Sicher gibt es noch mehr Interessenten dafür..

Grüße

Harald

[avk]

Hallo Armin,

könntest Du das Exelsheet vielleicht öffentlich machen, oder ist das technisch nicht möglich?
Sicher gibt es noch mehr Interessenten dafür..

Grüße

Harald

Kein Problem - gib mir noch zwei Tage um es in Form zu bringen und irgendwohin upzuloaden.

Vielleicht hat nordy noch Infos, wie genau sich das errechnete B zum Wirkungsgrad verhält - dann könnte ich das auch noch einbauen und gleich den Wirkungsgrad in % ausdrücken.

Gruss Armin

[nordy]

Wirkungsgrad-Formeln habe ich leider nicht aber Diagramme mit gemessenen Kennfeldern.

Kopien davon kann ich auf Wunsch zumailen.

Gruss Nordy

[avk]

Hrmmm...Diagramme lassen sich vermutlich aber schlecht ins Excel übersetzen.

Gibts eigentlich auch eine schlaue Formel, die aus Drehzahl und Steigung zumindest näherungsweise die Geschwindigkeit berechnet? Wenn man nämlich Reibung etc. etc. weglässt und nur mit der theoretisch zurückgelegten Wegstrecke rechnet, kommt das nicht so ganz hin (100 km/h statt der gemessenen 50!)
Dennoch kann man auch so schon ein wenig abschätzen, dass für meinen Fall ein 12P Prop vermutlich optimal ist.

@nordy: Übrigens finde ich keinen 12P Prop der einen 10er Durchmesser hat. Es gibt einen Turbo Edelstahl Prop "Hot Shot" mit 10 1/8 x 12, der passt aber wieder nicht an meinen Merc. - dafür gibts in der Regel nur 10.5 x 12 zu kaufen. Ich überlege ob ein 10.5 x 12 das Risiko von 250 € wert ist...

[nordy]

Kannst die Formel in Excel haben (deine E-Mailadresse bitte)

Hier das Ergebnis bei Alleinfahrt:



v hängt nur von 4 Grössen ab.

Es gibt einen Turbo Edelstahl Prop "Hot Shot" mit 10 1/8 x 12, der passt aber wieder nicht an meinen Merc. - dafür gibts in der Regel nur 10.5 x 12 zu kaufen. Ich überlege ob ein 10.5 x 12 das Risiko von 250 € wert ist...

10,5 als Durchmesser ist viel zu viel, dadurch verlierst du noch mehr Drehzahl.

Gruss Nordy

[avk]

Wie hoch wirkt sich denn die Vergösserung des Durchmessers von 10.375" auf 10.5" also um 3 mm schätzungsweise auf die Drehzahl aus?

[OLKA]

Zitat von avk

Wie hoch wirkt sich denn die Vergösserung des Durchmessers von 10.375" auf 10.5" also um 3 mm schätzungsweise auf die Drehzahl aus?

Meiner Meinung nach garnicht, wenn die Steigung unverändert bleibt.

[nordy]

Meiner Meinung nach garnicht, wenn die Steigung unverändert bleibt.

Je grösser der Durchmesser umso grösser die Propellerlast und umso kleiner die Drehzahl.

Der Unterschied ist zwar nicht gross, aber trotzdem sinkt die Drehzahl etwas.
Ein grösseres D wäre nur dann vertretbar, wenn er eine 11-er Steigung hätte.

Allerdings wird der Wirkungsgrad für S/D < 1,2 schlechter.

Gruss Nordy

[OLKA]

Zitat von nordy

Je grösser der Durchmesser umso grösser die Propellerlast und umso kleiner die Drehzahl.

Der Unterschied ist zwar nicht gross, aber trotzdem sinkt die Drehzahl etwas.
Ein grösseres D wäre nur dann vertretbar, wenn er eine 11-er Steigung hätte.

Allerdings wird der Wirkungsgrad für S/D < 1,2 schlechter.

Gruss Nordy

Um wieviel Umdrehungen pro Stunde sinkt denn die Drehzahl dann???

Zitat von AVK

Wie hoch wirkt sich denn die Vergösserung des Durchmessers von 10.375" auf 10.5" also um 3 mm schätzungsweise auf die Drehzahl aus

Warum weiss ich auch noch nicht. Weil der Prop mehr Masse hat? Weil er durch mehr Fläche eine grösser Reibung im Wasser hat?

[nordy]

Warum sinkt die Drehzahl bei Vergrösserung der Propellerfläche ?

Weil der Prop den Motor aufgrund der grösseren Hebelwirkung stärker belastet.
Gleichzeitig verringert sich auch etwas der Schlupf, wodurch die Drehzahl tendenziell weiter absinkt.

Um wieviel sie abfällt, hängt neben dem Ausmass der D-Änderung vor allem von der Steilheit der Drehmomentkennlinie des Motors ab.
Ist sie sehr flach, fällt sie stärker als bei steilerem Verlauf ab.


Gruss Nordy

[avk]

OK, aber 3 mm sind ja auch nicht die Welt. Kann mir einfach nicht vorstellen, das die 3mm Unterschied im Durchmesser einen so gravierenden Effekt auf die Drehzahl in der Praxis haben?! Gibt es dazu vielleicht Erfahrungswerte aus der Praxis oder ein Diagramm / Formel ?

[nordy]

OK, aber 3 mm sind ja auch nicht die Welt. Kann mir einfach nicht vorstellen, das die 3mm Unterschied im Durchmesser einen so gravierenden Effekt auf die Drehzahl in der Praxis haben?! Gibt es dazu vielleicht Erfahrungswerte aus der Praxis oder ein Diagramm / Formel ?
Gestern 17:32

Es kommt zunächst mal auf die relativen Grössenverhältnisse an.

Entscheidend ist, wie der Vorschub (thrust) von d abhängt.

Hier die Formel:

T [N]= Ro w*c T * n prop^2 * d prop^4

c T ist der Thrust-Koeffizient, der zunächst mal als konstant angeshen werden soll, Ro w die Wasserdichte

siehe auch:

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Der Propdurchmesser geht also mit der 4. Potenz ein.

Der Unterschied von 10,5 und 10 - 10 wäre der Wunschwert, 10,5 kannst du nur realisieren - bedeutet einen Thrustunterschied von 21,6 % !.

Selbst die Veränderung von 10,375 auf 10,5 - von dir als geringfügig beschrieben - bedeutet eine Thrustvergrösserung von 4,9 % !
Je grösser der Thrust umso höher die Last.

Höhere Last => verringerte Motordrehzahl.

Wie stark die Drehzahl absinkt, hängt - wie schon gesagt - von der Steilheit der Drehmomentkurve ab.

Gruss Nordy

[DieterM]

Zitat von avk

Hallo Freunde des Propellers,

scheint mir an der Zeit diesen alten Fred mal wieder hervorzuholen, natürlich mit der ewigen Frage: Welcher Propeller ist der Beste - für meine Boot/Motor Kombination?

Fakten:

An meinem Zodiac Futura Mark III hängt ein 40 PS Mercury 4-Takter mit dem original-Propeller Mercury Black Max 48-73136A40 13P, Pitch 13 und Durchmesser 10 3/8, Aluminium lackiert.

Folgende Performance erreiche ich momentan wenn ich alleine fahre:
RPM = 5350
(v-max) km/h = 52
daraus errechne ich mit nordys Formel ein B von 4,5 - scheint also soweit ein guter Wert.

Fahren wir aber mit mehr Gewicht, sprich drei Personen plus Ballast, komme ich auf folgende Werte:
RPM = 5200
(v-max) km/h = 45
ergibt ein B von 6,2

Der Motor sollte laut Handbuch optimalerweise etwa mit 5800 drehen.

Kann ich nun die Performance im Hinblick auf Beschleunigung oder V-Max noch steigern? Viel scheint da ja nicht mehr drin zu sein, oder was meint ihr bringt hier ein hochgezüchteter und damit auch entsprechend teurer Edelstahl Propeller noch etwas?

Gruss

Armin

Ich bewundere hier Peters (Nordy) Detailarbeit die bestimmt sehr sachlich fundiert ist.

In dem USA Propfinder finde ich aber was anderes, siehe hier die US-Empfehlung für D/40 PS 4-Takt Bigfoot Mercury (wenn ich hier richtig gewählt habe):

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Vielleicht kannst Du mit mehr Durchmesser und weniger Pitch die benötigte Drehzahl von 5600-5800 erreichen und trotzdem gute 50kmh mit 2 Personen anBord fahren? Dafür gewinnst Du aber von unter heraus sicher an Beschleunigung. Denke das dies auch eine Überlegung wert sein könnte, insbesondere wo Du mit dem 13' Pitch die benötigte Drehzahl nicht erreichst.

Sehr günstige SOLAS Props (Australien) bekommst Du über

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Aber vielleicht habe ich auch einen falschen Mercury Outboarder jetzt gewählt. Dann bitte bei PropFinder den richtigen Motor eingeben und neu suchen. Bei den japanischen Versionen sind auch Abmessungen um die 10 x 12' Pitch möglich, das hängt aber von der Verzahnung ab (13er?), die passen muß. Vielleicht diese hier:

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[nordy]

Vielleicht kannst Du mit mehr Durchmesser und weniger Pitch die benötigte Drehzahl von 5600-5800 erreichen und trotzdem gute 50kmh mit 2 Personen anBord fahren? Dafür gewinnst Du aber von unter heraus sicher an Beschleunigung. Denke das dies auch eine Überlegung wert sein könnte, insbesondere wo Du mit dem 13' Pitch die benötigte Drehzahl nicht erreichst.

Sorry, Dieter,

die von dir angesprochenen Herstellerempfehlungen (14x11) gelten für den Bigfoot, der wesentlich mehr Hubraum hat (995 / 747 ccm) und auch viel kürzer übersetzt ist (2,33 / 2,0).
Bei 5500 Umdrehungen würde das Boot gerade mal 38 km/h schnell sein.

Das ist eine High-Trust-Motor/Prop-Kombination, von unten heraus - wie du sagst -mit dem Bigfoot sicher excellent aber leider mit low Speed.

AVK würde mit dem 14 x 11 deutlich an v max verlieren, bei 5500 wären es theoretisch gerade mal 45 km/h.
Wegen des grossen Durchmessers würde er die 5500 auch garnicht erreichen und dadurch weiter an v max einbüssen.

Ferner ist der Propwirkungsgrad bei 11/14=0,79 ziemlich schlecht.

Ich halte 10 x 12 oder vielleicht 9,75 x 12 für ihn optimal.

Viele Grüsse in den verschneiten Süden

Peter (Nordy)

[DieterM]

Servus Peter,

richtig, dann bin ich doch vom falschen Motor ausgegangen. Es müßte doch der Mercury mit Basis Yamaha sein, oder? Der hat dann 13 Zähne am Propschaft.

Dafür dürfte aber der letzte link dann besser passen, den ich hier nochmal wiederhole
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Das mit dem Propwinkel muß ich mir einfach nochmal richtig anschauen.

Ja, hier schneit es wie seit Langem nicht mehr. Bin auch deswegen heute nicht unterwegs gewesen obgleich mein GW sich bei solchen Wetter- und Straßenlagen erst richtig in seinem Element fühlt. Bei uns ca. 50 km nördlich München liegen seit Mitte DEZ Schnee und der Winter beißt. Habe gestern und heute ums Haus und runter bis einschl. vor den Garagen geschippt, jeweils gut 1-2 Std., echter Konditionssport! Jetzt heute Abend liegen schon wieder 20-30 cm Neuschnee und vorhin war sogar Blitz und Donner mit dabei, also Schneegewitter. Nachdem es in der Nacht durchschneien soll, wird das Morgen wieder echter Frühsport!!! Aber ... unser Giebeldach ist für ca. 250 kg Schneelast per Quadratmeter ausgelegt, somit haben wir keine Bedenken, falls es noch länger schneien sollte! Probleme haben große Flachdächer bei Industrie und Handel, wo wegen der Baukosten nur diese häßlichen Flachdächer verbaut werden.