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Engine test

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L'oggetto in analisi è il tipico motore da drone giocattolo. Sviluppa 28.000 giri al minuto; le dimensioni le trovate nelle immagini. Il motore è stato alimentato da 0 a 3,7 Volt. Nel video potrete osservare la corrente assorbita ad una determinata tensione (da 0 a 3,7). Sono state fatte tre prove: in acqua in un recipiente molto piccolo, in acqua in una vasca e in aria libera. Lo scopo è di verificare il comportamento del motore, progettato per il volo, in un ambiente di lavoro diverso e di comprendere se sia possibile utilizzarli in un fluido. I tests sono stati eseguiti senza alcuna protezione. Dopo 24 ore in immersione, il motore, ha funzionato senza problemi presumendo che il contenitore sia chiuso ermeticamente non consentendo così la penetrazione del fluido al suo interno. Ci tengo a sottolineare che comunque questa non è una ragione sufficiente per non prendere adeguate misure atte a evitare eventuali infiltrazioni; non è stato costruito con l'idea di essere stagno. Si tenga conto che l'alimentazione è fornita da batterie LiPo e che un eventuale corto  circuito potrebbe rivelarsi estremamente pericoloso (esplosione). Nelle immagini notate che la parte posteriore è protetta dal silicone, mentre la parte dell'albero motore sarà protetta da uno strato di grasso. Come ulteriore prevenzione è consigliabile inserire un fusibile per ciascun motore. La corrente richiesta a 3,7 Volt è di 2,6 Ampere. La parte più delicata è la connessione dei conduttori di alimentazione; si staccano molto facilmente. I tests evidenziano un significativo aumento della corrente assorbita quando l'elica è posizionata in modo tale da generare una forte turbolenza.
L'elica è un organo intermediario in grado di trasformare la potenza meccanica di un albero rotante in variazione della quantità di moto di un fluido, allo scopo di generazione di una propulsione secondo il principio di azione e reazione. Il moto impresso al fluido è detto elicoidale e risulta essere la combinazione di un moto assiale e di un moto rotazionale.
La turbolenza di un fluido è un fenomeno che ciascuno di noi ha modo di osservare direttamente. Gli arabeschi formati dal fumo di una sigaretta o dal caffè versato in un bicchiere di latte. - fonte Treccani -
In fluidodinamica, un regime turbolento è un moto di un fluido in cui le forze viscose non sono sufficienti a contrastare le forze di inerzia: il moto delle particelle del fluido che ne risulta avviene in maniera caotica, senza seguire traiettorie ordinate come nel caso di regime laminare.
Un flusso turbolento differisce da un flusso laminare in quanto al suo interno sono presenti strutture vorticose di grandezza e velocità differenti che rendono il flusso non predicibile nel tempo anche se il moto rimane deterministico. Ossia il moto è regolato dalle leggi del caos deterministico: se fossimo in grado di conoscere 'esattamente' tutto il campo di velocità in un dato istante e fossimo in grado di risolvere le equazioni di Navier-Stokes potremmo ottenere tutti i campi del moto futuro. Ma se conoscessimo il campo con una piccolissima imprecisione questa dopo un certo tempo renderebbe la soluzione trovata completamente differente da quella reale. - fonte Wikipedia -
A questo punto non resta che progettare la vostra barca. Buon divertimento!

The object being analyzed is the typical toy drone engine. Develops 28,000 revolutions per minute; the dimensions can be found in the images. The engine was powered from 0 to 3.7 Volts. In the video you can see the current absorbed at a certain voltage (from 0 to 3.7). Three tests were made: in water in a very small container, in water in a tank and in free air. The purpose is to verify the behavior of the engine, designed for flight, in a different work environment and to understand if it is possible to use them in a fluid. The tests were performed without any protection. After 24 hours of immersion, the engine worked without problems, assuming that the container is hermetically closed thus preventing the penetration of the fluid inside it. I would like to stress that this is not a sufficient reason for not taking adequate measures to avoid any infiltration; it was not built with the idea of ​​being tin. Please note that the power supply is provided by LiPo batteries and that a short circuit could be extremely dangerous (explosion). In the images, note that the back is protected by silicone, while the part of the crankshaft will be protected by a layer of grease. As a further prevention it is advisable to insert a fuse for each motor. The required current at 3.7 Volts is 2.6 Amperes. The most delicate part is the connection of the power supply conductors; they come off very easily. The tests show a significant increase in the current absorbed when the propeller is positioned in such a way as to generate a strong turbulence.
The propeller is an intermediary organ capable of transforming the mechanical power of a rotating shaft into a change in the momentum of a fluid, for the purpose of generating a propulsion according to the principle of action and reaction. The motion imparted to the fluid is called helical and appears to be the combination of an axial motion and a rotational motion.
The turbulence of a fluid is a phenomenon that each of us has the opportunity to observe directly. The arabesques formed by the smoke of a cigarette or coffee poured into a glass of milk.
In fluid dynamics, a turbulent regime is a motion of a fluid in which the viscous forces are not sufficient to counteract the forces of inertia: the motion of the resulting fluid particles occurs chaotically, without following ordered trajectories as in the case of regime laminar.
A turbulent flow differs from a laminar flow in that within it there are swirling structures of different size and speed that make the flow unpredictable over time even if the motion remains deterministic. That is, motion is governed by the laws of deterministic chaos: if we were able to know 'exactly' the whole velocity field at a given instant and were able to solve the Navier-Stokes equations we could obtain all the fields of future motion. But if we knew the field with a very small inaccuracy, after a certain time it would make the solution found completely different from the real one.
At this point, all that remains is to design your boat. Have fun!

 
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