別添資料 1 (1) 噴射水の推進力の計算 ρ: 水の質量( γ/g ) γ: 水の比

別添資料 1
(1) 噴射水の推進力の計算
ρ: 水の質量 ( γ/g )
γ: 水の比重量 (
1000 kg/m
3
)
2
g : 重力の加速度 ( 9.8 m/sec )
3
( m /sec )
q : 噴射水量
a : ノズル面積 φ 7.8 キリ (
m
0.000048
2
)
v : 噴射速度 (m/sec)
q
v=
a
γ
噴射ノズルによる駆動力Fd’= ρqv =
γ
qv =
g
g av
2
ノズルを20°斜め下向きに取り付けるとして正味駆動力Fdは cos20= 0.940
Fd= Fd’cos20°= cos20° ×
1000
× av2 = cos20° × 102.0 av2
9.8
--(1)
(2) 回転表洗装置の回転抵抗
流水中で物体の受ける抵抗は一般に
γ
2
V A
2g
-1
N
: 回転数
(min )
T
: トルク
(kgf-m)
b
F= Cp
Cp : 抵抗係数
X
γ
: 水の比重量
V
: 回転速度
( m/sec )
A
: 受圧面積
( m
g
: 重力の加速度
( 9.8 m/sec )
R
: ア-ム長
( m )
b
: ア-ム幅
( m )
(
1000 kg/m
2
3
)
dx
R
)
2
微少面積dAの受ける水の抵抗は
dA= b・dx
dF= Cp
2
2
γ
γ
Vx
dA = Cp
Vx
・b・dx
2g
2g
別添資料 1
水の抵抗によるトルクは
Vx =
2πNX
60
2
γ
Vx
・b・dx ・X
2g
dT= dF・X = Cp
= Cp
γ
2πNX 2
(
)
・b・dx ・X
2g
60
= Cp
N ・X
1000
×
× ・b・dx
19.6
91.3
2
2
3
3
= 0.5588 Cp・N ・X ・b・dx
Xに関して、dTを0からRまで、回転ア-ムの半径片側分を積分すると
T=
0.5588
2
4
CpN ×b×R
4
長方形板の流水中での抵抗係数を Cp=
N= √ (
0.98 (機械工学便覧参照)とすると
5.88 T
)
4
bR
--(2)
2
T= 0.17 bN R
4