بررسي اثر زاويه ريك بر عملكرد پروانه پيشران سري بي- وگنينگ در شرايط آب آزاد

با توجه به مزاياي گسترده استفاده از پروانه¬ها به عنوان پيشران، امروزه غالبا از اين ابزار براي به حركت درآوردن شناورها استفاده مي¬شود. پروانه يك ابزار پيشبرنده مي¬باشد كه ضمن وارد كردن نيرو به سيال پيرامون، يك حركت نسبي به سمت عقب ايجاد مي¬كند. پروانه روي يك شفت سوار شده و به وسيله يك موتور به حركت در ¬مي¬آيد. اختلاف فشار بوجود آمده در دو سمت سطح پره¬هاي ايرفويل¬مانند، سبب به وجود آمدن نيروي محوري شده كه به وسيله پره¬هاي پروانه به شفت منتقل شده و در نهايت به شناور منتقل مي¬شود. يكي از پارامترهاي مهم در طراحي پروانه شناورهاي سطحي، زاويه ريك پروانه مي¬باشد. زاويه ريك، به صورت زاويه كج¬شدگي پره¬ها نسبت به خط عمود بر محور دوران پروانه تعريف مي‌شود. در اين مقاله با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي، اثر زاويه ريك بر عملكرد پروانه چهار پره¬اي طراحي شده بر اساس روش سري بي-‌وگنينگن در شرايط آب آزاد مورد بررسي قرار گرفته¬است. بنابراين پروانه در پنج زاويه ريك (0، 5، 10، 15 و 20 درجه) به صورت عددي شبيه¬سازي شده¬است. نتايج نشان داد كه در شرايط آب آزاد، با افزايش زاويه ريك، ضرايب تراست و گشتاور كاهش يافته، درحاليكه تغيير قابل ملاحظه¬اي در راندمان پروانه مشاهده نشده¬است. همچنين نتايج تحليل دوفازي جريان سيال در پروانه نشان داد ميزان كاويتاسيون با افزايش زاويه ريك كاهش يافته است. كاهش ميزان كاويتاسيون در زاويه ريك 20 درجه مشهود مي¬باشد.