In questa sezione si illustrano i risultati ottenuti con un codice python per Blender adatto a generare schiere di pale per pompe assiali sulla base dei dati comunemente adoperati per il progetto di tali organi.
Il programma modella le superfici accatastando il numero richiesto di sezioni, costituite da profili alari NACA a 4 cifre. Naturalmente, intervenendo sulle funzioni che definiscono i profili sarebbe possibile usare forme più complesse.
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Nella prima immagine, la griglia di punti prodotta dal codice, costituita da una catasta di profili
aerodinamici di caratteristiche opportune.
Dati la portata di fluido e la spinta da conferirgli, le pale vengono sintetizzate in modo che
ogni sezione cilindrica di pala devii il fluido conferendogli una componente
tangenziale della velocità opportunamente scelta. In questo esempio si segue il "criterio del vortice libero"
secondo cui tale componente risulta inversamente proporzionale alla distanza dall'asse di rotazione.
Tenendo conto della necessità di cautelarsi dallo stallo, in particolare nelle sezioni prossime al mozzo,
e dell'effetto schiera, si perviene alla definizione degli angoli costruttivi di ingresso e uscita
per ogni sezione.
Impostati i profili l'ascissa di alzata massima per la linea media e lo spessore massimo, è possibile affidare ad un codice il calcolo della lunghezza della corda, dell'angolo di calettamento,
dell'alzata massima della linea media per ogni sezione. Vengono infine prodotte le coordinate dei punti
con i quali si intende approssimare il profilo (nell'esempio 40 sezioni di 200 punti ciascuna); ogni
sezione è ruotata per conferire il corretto svergolamento alla pala, ed adagiata sulla superficie
cilindrica avente il raggio che le compete.
Le sezioni accatastate vengono collegate fra loro generando la superficie laterale di una pala.
La resa automatica basata su un apposito codice consente di confrontare rapidamente diverse soluzioni,
verificando al contempo la congruenza geometrica delle sezioni accatastate, ed eventualmente intervenire
sui parametri di progetto per migliorarla.
Due viste della pala ottenuta variando il coefficiente di sostentamento dei profili da 0,85 al mozzo a 0,6 in periferia; il semispessore massimo dei profili è stato posto uniformemente pari al 9% della corda.
Due analoghe viste della pala ottenuta con coefficienti di sostentamento dei profili varianti da 0,85 al mozzo a 0,3 in periferia. Si osserva chiaramente che simili valori generano profili di corda maggiore in periferia, ciò che ha indotto ad assottigliare il semispessore massimo all'aumentare del raggio per ovvie ragioni costruttive.
Spaccato della bocca di aspirazione e della girante di una pompa assiale: in questo caso si sono usati gli strumenti di Blender per completare la macchina.
La valutazione degli angoli d'uscita del fluido dalla schiera girante permette di definire
la geometria della relativa schiera raddrizzatrice; anche in questo caso, affidando ad un codice
l'intero calcolo, si può approssimare con la precisione voluta la geometria degli organi.
Nell'esempio è illustrato lo spaccato di un idrogetto ad imbocco dinamico per propulsione
navale. Il sistema è composto da tre schiere di pale intubate: la prima, fissa, ha funzione di sostegno e
di preraddrizzatore per l'acqua in ingresso, oltre a consentire il passaggio dell'asse di trasmissione del moto.
Di seguito è disposta la girante, infine il raddrizzatore per il recupero di pressione. Questi due ultimi
elementi sono composti da pale ottenute con una catasta di quindici profili approssimati da duecento punti
ciascuno.
Rappresentazione di un'elica navale: un'immagine di questo tipo, per quanto a puro fine didascalico, è molto efficace nell'illustrare l'impatto di diversi tipi di propulsori sull'acqua e sulle strutture immerse circostanti.