Meriveden lämpötila vaikuttaa höyryprosessissa lauhduttimeen ja lauhtumislämpötilaan / -paineeseen. Mitä kylmempi merivesi, niin sitä parempi on prosessi (parempi hyörysuhde) ja myös tehoa on saatavilla enemmän.
US Navy - Yhdysvaltain laivasto
- Viestiketjun aloittaja fulcrum
- Aloitus PVM
-
- Tagit
- merivoimat us navy
Meriveden lämpötila vaikuttaa höyryprosessissa lauhduttimeen ja lauhtumislämpötilaan / -paineeseen. Mitä kylmempi merivesi, niin sitä parempi on prosessi (parempi hyörysuhde) ja myös tehoa on saatavilla enemmän.
Mika mahtaa olla lauhduttamisen tarve ydinreaktori vs. tarkemmin kontrolloitu polttoaineen palaminen sanotaan vaikka nopeassa dieselissa (eikos sotalaivoissa ole niita tai puolinopeita ja taas jossain tasaisesti puksuttavassa konttialuksessa tai tankkerissa hitaita)?
- meressahan vetta tosin riittaa
- turbiinien kanssa suoriin tekemisiin paastettava vesi pitaa viela desalinoida, kuulostaa itse asiassa aika pienelta tuo " US Navy nuclear powered aircraft carriers reportedly desalinate 1500 m3/d each for use onboard." eli onko suljettu kierto muun kuin talousveden ja katapulttihoyryn osalta kaytossa?
Ei ihme, etta tuo Enterprise puhuttaa, kun siina ole perati 8 reaktoria ja useimmissa muissa vain 2.
- meressahan vetta tosin riittaa
- turbiinien kanssa suoriin tekemisiin paastettava vesi pitaa viela desalinoida, kuulostaa itse asiassa aika pienelta tuo " US Navy nuclear powered aircraft carriers reportedly desalinate 1500 m3/d each for use onboard." eli onko suljettu kierto muun kuin talousveden ja katapulttihoyryn osalta kaytossa?
Ei ihme, etta tuo Enterprise puhuttaa, kun siina ole perati 8 reaktoria ja useimmissa muissa vain 2.
Dieselissä ei lauhduteta höyryä vedeksi, joten sillä ei ole lauhduttamisen tarvetta. Ydinreaktorin yhteydessä käytetään aina pienempää höyryn painetta ja lämpötilaa muihin höyryturbiineihin verrattuna, joten hyötysuhde laskee => lauhdutuslämpöä tulee enemmän tuotettua mekaanista energiaa kohti. Mutta käytetäänkö nykyään muissa kuin ydinkäyttöisissä laivoissa enää höyryturbiinia? Ei hiilellä toimivia ainakaan, mutta raskaalla polttoöljyllä käyviä saattaisi jossain olla, ehkä.
Kaasuturbiineja ainakin on, muttei niitä voi järkevästi höyryturbiineihin verrata. Eihän niissä välttämättä ole ollenkaan höyrykiertoa hukkalämpöä hyödyntämässä ja hyötysuhdetta nostamassa. Ja jos onkin niin tuskin täydelle teholle mitoitettuna, vaan tavalliselle taloudelliselle matkavauhdille.
Reaktorilla on aina ja poikkeuksetta oma suljettu kiertonsa, paitsi Fukushimassa onnettumuuden jälkeen. Turbiineilla on erillinen suljettu kiertonsa, mikä lauhdutetaan lämmönvaihtimissa merivedellä laivakäytössä. Voi olla, että höyrykatapulteille tulee turbiinikierrosta, mikä korvataan desalinoidulla vedellä, mutta voi niillä olla ihan omakin erillinen desalinoidusta vedestä höyryksi ja katapulttiin systeeminsä.
Kun noin isolla laivalla ajetaan huomattavasti runkonopeuden alapuolella, tulee suurin osa kulkuvastuksesta veden viskositeetin kautta märkäpinnasta, eikä aallonmuodostuksesta.
Veden lämpötilalla on olennainen vaikutus viskositeettiin ja siten kulkuvastukseen ja nopeuteen.
hihellessa; vettahan se lumikin on.Kyllä, mutta tuolla ei ole vaikutusta nopeuteen, koska alennusvaihteisto ja potkuri on mitoitettu jollekin teholle, eikä suurempaa mahdollista turbiinien akselitehoa kylmemmästä lauhdutusvedestä johtuen siksi voida hyödyntää. Alennusvaihteiston pienestä tehon ylityksestä seuraisi olennainen käyttöiän alenema, ei välitön hajoaminen. Potkurin kavitoiminen taas pilaa ne yllättävänkin nopeasti. Nopeutta rajoittava tekijä on siis jo suunnitteluvaiheessa potkuri, muut osat mitoitetaan kustannussyistä lähelle niiden sallimaa tehoa, pienellä marginaalilla. Ydinreaktorin hetkellinen lämpöteho on kuitenkin niin edullista ja helppoa tehdä suuremmaksi ettei siitä kannata tinkiä. Sen käyttöpainetta ja -lämpötilaa ei kuitenkaan turvallisuus syistä nosteta edes hetkellisesti, eli lämpötehoja voidaan hyödyntää vain silloin kun paine ja lämpötila ovat ennestään alle sallittujen maksimiarvojensa. Esim lähdettäessä vedet kylminä kiireesti satamasta sujuu se ydinkäyttöisellä paljon nopeammin kuin aikanaan öljykattiloilla käytetyillä höyryturbiini käyttöisillä aluksilla.
Duunikaveri laskeskeli "klubiaskin kanteen", että Nimitzin potkuriakseli kiertyisi 26 astetta täydellä teholla.
Pihatonttu
Respected Leader
Mulla on sellainen käsitys, että meriveden lämpötilalla ja kavitoimisella on potkurin maksimisuorituskyvyn lähellä aika vahva yhteys. Tämä on kuitenkin mutuilua, ei tietoa.
Käsitys pohjautuu siihen kuvitelmaan, että potkurin maksimiteho on aika voimakkaan kavitoimisen aluetta. Ja että jos ollaan jo riskivyöhykkeellä, niin lämpötilan nousun myötä riski/kavitoiminen voi lähteä lisääntymään aika paljonkin.
Osaatko yhtään heittää veikkaa tai tietoa siitä, että jos kavitoiminen olisi tietyn tasoisessa mekaanisessa myllytyksessä juuri siedettävän rahoilla vaikka +10°C veden lämmöllä, niin miten paljon tilanne muuttuisi vaikkapa +30°C lämpötilassa.
Mun "hytkytelty vissypullo jääkaapissa tai kesäisen auton ikkunalla" tasoinen huikea asiantuntemukseni väittää että ero olisi aika merkittävä, mutta ilmeisesti asiasta on olemassa jopa tätäkin tarkempaa tietoa?
Ja niin kuin kysymyksenasettelu vihjaa, niin käsittelen kavitointia epäpuhtaasti ja epätieteellisesti - tyhjiökuplien lisäksi myös muita lavan alipainepuolella syntyviä kuplia huomioiden.
http://www.taulukot.com/fysiikka/mekaniikka_termodynamiikka/#kylläisen_vesihöyryn_paine_ja_tiheys
höyrynpaine 10 asteessa 12,28 mbar ja 30 asteessa 42,41 mbar.
Jos lavan kärki käy pyöriessään ylimmillään esim 5 metrin syvyydessä on paine siellä 1500 mbar. Paine voi siis laskea 10 asteessa 1487,72 mbar ja 30 asteessa 1457,59 mbar eli noin 2% vähemmän. Potkurin lavan toisella puolella on kuitenkin ylipainetta, mutta vastaavasti paine-ero ei ole samassa maksimiarvossaan koko lavan alalta. Nuo virhelähteet vaikuttavat vastakkaisiin suuntiin. Niinpä jo tuossa askelmassa on suuruusluokka oikein, vaikka virhemarginaalia jonkin verran varmastikin on. 2% ero potkurin työntövoimassa olisi jotain 0,5 % nopeudessa, ja ero viskositeetissa on merkittävästi sitä suurempi. Lisäksi potkurin lavankärjen kulkusyvyydessä on muutoksia jotka vaikuttavat tuota karkeasti arvioitua 0,5 % enemmän. Kaikkein eniten vaikuttaa mahdollinen biologinen materiaali pohjaan tarttuneena, ja sitä esiintyy lämpöisessä vedessä olennaisesti nopeammin/enemmän kuin kylmässä. Siis levä, merirokot, ym kts englanniksi fouling & antifouling.
Pihatonttu
Respected Leader
En ole ihan varma ymmärsinkö oikein.
Koitin suunnata omaa kysymystäni vähän sinne potkurin eliniän ja sietokyvyn suuntaan ja painottaa sitä, että kuvittelen nimenomaan veteen sitoutuneiden kaasujen irtoavan korkeammassa lämpötilassa herkemmin. (Siksi vissyvertaus.)
Eli lähdin vähän siitä oletuksesta, että kun lämmintä vettä vatkataan rajusti, niin siihen eri syistä sekoittuneet kaasut irtoavat herkemmin. Ja jos potkurin lavan alipainepuolella tapahtuu paljon kuplimista, niin kapteenilla voi olla syitä olla hakematta niitä maksiminopeuksia, joita teoreettisesti voitaisiin saavuttaa.
Ilmeisesti logiikkani ei kuitenkaan ollut tässä kovin toimivaa?
Ajatus tuossa oli, että potkuri aiheuttaa paine-eroa, mutta syvemmällä veden paine on lähtökohtaisesti niin korkea, että vesi ei niin helposti rupea höyrystymään ja sillä veden lämpötilan muutoksella höyrystymispaineeseen on vähäinen vaikutus suhteessa tuohon paineeseen.
Eri aihe. Kyse ei ollut siitä mitä kapteeni tekee vaan siitä mitä laivan suunnittelijat ovat aiemmin tehneet ja miksi. Sekoittuneiden kaasujen vapautuminen ei tuota vahinkoa potkurille olipa tehoa miten paljon tahansa ja käyttipä kapteeni niitä tai ei. Niinpä laivan suunnittelussa ei kaasuja tarvitse huomioida, jos työntövoima laskee niin antaa laskea vaan. Kavitaatio taas tuottaa vakavaa vahinkoa, jos sen annetaan tapahtua, joten se rajoittaa sitä kuinka paljon työntövoimaa enimmillään voidaan käyttää ja siten myös kunka paljon tehoa tarvitaan. Ja samalla laivan maksiminopeus tuli suunnilleen määrätyksi.
Suunnittelemalla laivaan superkavitoiva potkuri olisi mahdollista saada lisää työntövoimaa jos tehoakin olisi enemmän, mutta meteli olisi sotalaivalle liikaa. Se havaittaisiin todella kaukaa, ja rauhan aikana saataisiin ympäristöviranomaisilta ja luonnonsuojelijoilta satikutia valaiden ja muiden merinisäkkäiden tahallisesta sukupuuttoon tappamisesta metelin seurauksena.
Kiinnostuneet voi vaikkapa tästä katsoa miten kavitaatio vaikuttaa ja miksi:
http://mickpeterson.org/Service/Gra...s/Cavitation Erosion Thesis Final (Ken L).pdf
Ja miksi liuenneet kaasukuplat vapautuessaan eivät ole ollenkaan sama asia, ne eivät tiivisty takaisin nesteeksi lähellä potkurin pintaa, kuten vesihöyry tekee alipaineen palautuessa takaisin.
http://mickpeterson.org/Service/Gra...s/Cavitation Erosion Thesis Final (Ken L).pdf
Ja miksi liuenneet kaasukuplat vapautuessaan eivät ole ollenkaan sama asia, ne eivät tiivisty takaisin nesteeksi lähellä potkurin pintaa, kuten vesihöyry tekee alipaineen palautuessa takaisin.
Pihatonttu
Respected Leader
Tossapa on se mun tietämättömyyteni ja ymmärrysongelmien ydin tällä erää. Kiitän näistä!
Viskositeetti muuttuu tosiaan varsin paljon. Dynaaminen viskositeetti puhtaalle vedelle wikipedian mukaan, 10degC: 1.3cP, 20degC: 1.0cP, 30degC: 0.8 cP. Eli tuon perusteella laivan pitäisi liikkua lämpimässä vedessä nopeammin kuin kylmässä.
Miksi zumwaltin tapauksessa sitä ei voisi ajaa rannikon tuntumaan kurmoottamaan tietoliikenteen solmukohtia ja sitten paistamaan koko aluetta elektronisen sodankäynnin keinoin estäen vihollista käyttämästä modernia elektroniikkaa? Tämä tekee siitä kohteen, mutta aika hankala sitä voi olla ottaa pelistä pois jos se on turvattu muiden alusten toimesta. Maihinnousu operaatiossa veto voi olla vittumainen, mutta siinä vaiheessa ilmassa on yleensä kaikkea muutakin ihmeellistä. Kun EWtä ei tarvitse taikka sisaralus tulee alueelle, niin paistaja voi livahtaa takaisin häiveen alle.
Uutta rekryä.
John Hilly
Ylipäällikkö
Zumwaltista laivantuhooja?
http://warisboring.com/the-u-s-navy-is-turning-its-stealth-destroyers-into-ship-killers/
The U.S. Navy Is Turning Its Stealth Destroyers Into Ship-Killers
New mission for 'Zumwalt' class
WIB sea December 7, 2017 David Axe
U.S. Navy64
The U.S. Navy is transforming its Zumwalt-class land-attack destroyers into surface-warfare ships whose main mission will be sinking other vessels at sea. In swapping the job of the three-ship class, the Navy is admitting that its original concept for the 600-foot, stealthy warships is no longer viable.
“We see an opportunity with this ship, with its ability to carry the weapons it can carry and the types of design we put into it for signature control, that we think is a very good platform to be used forward as a surface-strike platform,” said Rear Adm. Ron Boxall, the sailing branch’s director of surface warfare.
The mission-change, first reported by the news website of the U.S. Naval Institute in early December, came as Michael Monsoor, the second ship in the class after Zumwalt, set sail for builder’s trials off the coast of Maine. The third ship in the class, Lyndon B. Johnson, is under construction.
When the Navy originally wrote the Zumwalt class’s requirements in the mid-1990s, the focus was on shore bombardment. The Zumwalts — the Navy once planned to buy 32 of the ships — would use their two 155-millimeter cannons and high-tech guided shells to precisely bombard enemy forces in advance of an amphibious assault. The Zumwalts also carry up to 80 missiles in vertical launch cells.
Costs rose. Today each Zumwalt sets back U.S. taxpayers no less than $4 billion, including development costs. Balking at the price tag, in 2008 the Navy cut back the program to just three ships and, as a replacement, restarted production of Arleigh Burke-class destroyers.
Meanwhile the Zumwalts’ GPS-guided ammunition suffered its own cost inflation. By 2016 the cost of a single Long Range Land Attack Projectile had risen to around $1 million, as much as a Tomahawk cruise missile. In December 2016 the sea service ended LRLAP production at just 90 copies, leaving the destroyers with no shells for their special guns. The Navy is still searching for replacement ammo.
At the end of 2017, the Zumwalts were virtual orphans in the fleet. Too few for widespread integration into the Navy’s main force structure and lacking weaponry, the ships lacked a clear purpose. Boxall’s announcement could change that. But it’s unclear what modifications the Navy will make the three destroyers to optimize them for anti-ship operations.
The Zumwalts’ stealth qualities could be an asset. The destroyers’ smooth, angular shapes help to minimize their radar signatures, potentially helping them to get closer to enemy forces than a non-stealthy ship could do. But to remain elusive, the Zumwalts must sail alone — the presence of a conventional warship in the same battle group could act as a sort of beacon.
And that poses a difficult question. To save money, the Navy removed high-end air-defense systems from the Zumwalts. Lacking the Aegis radar system and Standard missiles, the destroyers rely on short-range Sea Sparrow missiles for self-defense. The Zumwalts’ stealth demands they operate alone. But their limited surface-to-air missile armament practically begs for the Navy to assign Burkes or other vessels as escorts.
At least when it comes to surface-to-surface weaponry, the Zumwalts should have options. The Navy is developing several new anti-ship missiles, including the stealthy Long-Range Anti-Ship Missile and a new variant of the Tomahawk. Both weapons are compatible with the Zumwalts’ vertical launch cells.
http://warisboring.com/the-u-s-navy-is-turning-its-stealth-destroyers-into-ship-killers/