và thiết bị đẩy lý tưởng
15.1. Những nhận định ban đầu
Việc tính toán các đặc tính thuỷ động lực của chong chóng theo các công thức của chương III cần phải xác định trước các góc tiến cảm ứng b1 và góc tới cảm ứng aI, mà khi xác định chúng lại phải biết các tốc độ cảm ứng. Để xác định các tốc độ này trước hết phải xây dựng được mô hình toán học của chong chóng để liên kết các tốc độ cảm ứng với các đặc tính thuỷ động lực. Dựa theo lý thuyết dòng chảy ta có thể xây dựng được mô hình toán học đơn giản nhất.
Khi thiết bị đẩy có kết cấu bất kỳ làm việc độc lập sẽ tạo ra dòng nước hướng về phía ngược chiều với chiều chuyển động tịnh tiến của nó. Tuy nhiên trong các điều kiện lý tưởng thì động năng của khối chất lỏng làm tăng liên tục vận tốc của dòng chất lỏng trong vết thuỷ động. Khi nghiên cứu thiết bị đẩy làm việc trong chất lỏng không nhớt cần phải giả thiết rằng vết đó kéo dài tới vô tận. Theo cách lập sơ đồ này người ta thấy rằng lực kéo TE của thiết bị đẩy chính bằng sự biến đổi động lượng của khối chất lỏng trong vết sau một đơn vị thời gian, còn lượng tổn thất công suất DPD chính bằng lượng tăng động năng của khối chất lỏng trong vết sau một đơn vị thời gian.
Như vậy việc tạo ra lực đẩy bởi thiết bị đẩy luôn luôn liên quan đến sự hình thành vết thuỷ động mà phải tiêu tốn công suất để tạo thành nó.
Tổng công suất truyền vào thiết bị đẩy PD bằng tổng công suất có ích do thiết bị đẩy tạo ra TEvA và tổn thất công suất DPD nói trên.
Hiệu suất làm việc của thiết bị đẩy được biểu thị bằng công thức sau: I EDA E AE A D D ( E A) v T P P v T v T P v T D + = D + = = 1 1 h (15.1.1)
Nếu thiết bị đẩy không làm việc độc lập thì lực kéo nói trên gồm có lực đẩy tác dụng lên thiết bị đẩy T và các lực tác dụng lên tất cả các vật còn lại nằm trong chất lỏng.
Trong chương này ta chỉ xét thiết bị đẩy làm việc độc lập, khi mà trong chất lỏng không có các vật thể và các lực tương ứng, chỉ có lực kéo bằng lực đẩy:
TE = T (15.1.2) Căn cứ vào các giả thuyết được dùng trong lý thuyết dòng chảy ta phân ra hai mô
TE = T (15.1.2) Căn cứ vào các giả thuyết được dùng trong lý thuyết dòng chảy ta phân ra hai mô tưởng là mô hình toán học của chong chóng để ý đến các tổn thất công suất chỉ liên quan đến sự xuất hiện các thành phần hướng trục và tiếp tuyến của tốc độ cảm ứng. Nếu không để ý đến thành phần tiếp tuyến của tốc độ cảm ứng thì ta được mô hình toán học đơn giản hơn gọi là thiết bị đẩy lý tưởng. Mô hình này tiện cho việc nghiên cứu không những cho thiết bị đẩy là chong chóng mà còn cho các thiết bị đẩy khác. Nếu trong mô hình toán học đang xét ta cho các tốc độ cảm ứng là bé so với tốc độ tịnh tiến của thiết bị đẩy vA thì mô hình đó gọi là mô hình của thiết bị đẩy tải trọng thấp. Nếu không có một giả thuyết nào về độ bé của tốc độ cảm ứng thì mô hình đó gọi là