Calcolo coppia per selezione motore elettrico

ME.Gio

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: SOLIDWORKS
Regione: Sardegna
Buongiorno a tutti,
Mi presento, sono Giovanni, studente magistrale di ingegneria meccanica. Sto iniziando un tirocinio e mi si presentano le prime sfide di progettazione. In particolaredi dimensionamento e approccio ai problemi.
Nello specifico quello che devo fare e per cui sono qui a chiedervi una mano è la stima della coppia "resistente" da vincere di un miscelatore e quindi il successivo dimensionamento del motore elettrico.
Il problema è così composto: un miscelatore formato da delle raschianti (come in figura) è messo in moto da un moto riduttore e deve girare circa a 120-150 rpm per compiere il suo lavoro all'interno di un cilindro di raggio R, le stesse raschianti spingono contro le superfici del cilindro. Queste palette (raschianti) devono mettere in rotazione un fluido viscoso per miscelarlo.
Per questo motivo, ho pensato di procedere in questo modo, considerando inizialmente tutte le forze e le resistenze da vincere:
-Attrito delle palette sul cilindro;
-Massa del liquido da mettere in movimento che preme sulle palette;
-inerzia delle parti da mettere in movimento
Come posso procedere?
Grazie in anticipo del vostro tempo, in attesa di un vostro gentile aiuto vi auguro una buona giornata.
Grazie.
G
 

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meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ciao e benvenuto sul forum.
Questo argomento è già stato trattato in diversi aspetti sul forum. Se fai una ricerca troverai qualcosa.
Il problema reale è come stimare l'attrito del fluido, o meglio quantificare l'attrito viscoso della mescola.
Qualche utente ci ha a che fare tutti i giorni e probabilmente hanno degli standard tabulati in funzione di prove effettuate.
Vediamo cosa risponderanno.
 

ME.Gio

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: SOLIDWORKS
Regione: Sardegna
Buongiorno, grazie della pronta risposta.
Si, esatto, mentre sceglievo il titolo ho visto dei topic suggeriti simili su cui mi sono fiondato. Tuttavia, non ho ancora trovato qualcosa che mi aiuti, continuerò a guardare.
Ho trovato alcuni post in cui venivano consigliati gli appunti sui MTU, essendo anche io del politecnico ho gli appunti ma non riesco a modellizzare il problema. Ho un motore, un riduttore e poi un utilizzatore che ha delle parti rotanti e un fluido da muovere, mi sembra così banele che sto impazzendo.

Per quanto riguarda la forza viscosa avrei bisogno di un parere perché il fluido non è propriamente newtoniano ma per semplicità potrei considerarlo tale. Inoltre per come immaginavo il problema le palette muovo il fluido ad una velocità costante dopo un certo tempo, quindi non ho un gradiente di velocità e perciò la forza viscosa, che negli appunti che ho è dF=ηS*(dv/dy), sarebbe 0, condiderando che la derivata è nulla. Ma forse devo considerare proprio che devo vincera l'attrito da quando la velocità è 0 a quando arriva a regime.
Ho provato a fare anche un diagramma delle forze, ma rispetto al tipico esempio della sfera che si muove in un fluido qui non riesco a schematizzarlo. Ci ragionerò ancora.
Tu dici che è più influente l'attrito viscoso rispetto alle inerzie? (Si parla di un 5lt di liquido da mettere in moto)

Ti ringrazio ancora per il tuo tempo e in attesa di qualche altra rispsota se hai da consigliarmi un topic o una keyword specifica per trovare qualche thread interessante sul forum accetto volentieri.

Grazie
 
Ultima modifica:

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Il problema si pone in prima fase di avviamento. Quindi il transitorio richiede molta coppia. A regime non hai più le inerzie di sicuro, essendo a velocità costante.
Il problema del fluido viscoso è che lo attraversi con le pale. Più sono grandi e non ergonomiche e più fai fatica a mescolare.
 

TETRASTORE

Utente Senior
Professione: Founder di TETRAPOWER SRL
Software: Solid Edge
Regione: Emilia Romagna
Indubbiamente l'agitatore è una delle applicazioni più complesse influenzate da numerose varianti costruttive e di prodotto.
A livello indicativo ti può essere utile il documento: Introduzione alla selezione degli agitatori.
Se invece desideri approfondire le tematiche di questo settore, ti suggerisco questa tesi (purtroppo alcune formule non sono rappresentate correttamente).
 

ME.Gio

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: SOLIDWORKS
Regione: Sardegna
Indubbiamente l'agitatore è una delle applicazioni più complesse influenzate da numerose varianti costruttive e di prodotto.
A livello indicativo ti può essere utile il documento: Introduzione alla selezione degli agitatori.
Se invece desideri approfondire le tematiche di questo settore, ti suggerisco questa tesi (purtroppo alcune formule non sono rappresentate correttamente).
Grazie per gli spunti!
In questi ultimi giorni di ricerca mi sono imbattuto sugli agitatori anche io e credo che sia davvero uno dei casi piu simili al mio.
Per ora mi cercerò del materiale sugli agitatori per studiare e capire come posso applicarlo al mio caso.

Al momento sono fermo nel cercare di valutare l'attrito viscoso del fluido che imprime sulle "pale" nel modo corretto. Per ora in giro per appunti e internet trovo solo l'esempio di una sfera che si muove in un fluido ma sempre sotto l'azione della gravità! qui invece è un po' diverso.
Ho trovato degli esercizi dove affrontano il calcolo della Coppia di un cilindro che deve girare immerso in un fluido viscoso. Ma ancora sono lontano dal mio modello. Vi posto schema e calcoli, tuttavia li viene considerato un piccolo strato di fluido in cui agisce il disco, flusso laminare e newtoniano. Questo contributo eventuale, più attiriti ed inerzie da vincere in fase di avvio dovrebbero permettermi di stimare la coppia totale necessaria, no?

Nel mentre ancora grazie e buona giornata.
 

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