Курсовая работа по дисциплине Теория устройства судна по теме Расчет и анализ показателей пропульсивного комплекса судна

• Название: Курсовая работа по дисциплине Теория устройства судна по теме Расчет и анализ показателей пропульсивного комплекса судна
• Дата: 18.05.2023
• Размер: 2.62 Mb.
• Имя файла: TUS_k.docx
• Тип: Курсовая; #1139724
• страница: 3 из 3

Расчёт максимальных значений мощности, подводимой к винту от двигателя

Таблица 4

Исходные данные: Р0 = 846,4 кВт; n0 = 9,7 с–1; ηв = 0,95; ηред = 0,98; КЗ = 1,1
Расчётные величины и формулы	Единица измерения	Относительная частота вращения винта, n
		0,70	0,80	0,85	0,90	0,95	1,0
	с–1	6,79	7,76	8,25	8,73	9,22	9,7
n	мин–1	407,4	465,6	495	523,8	553,2	582
	КВт	430	525,3	573,1	620,9	668,6	716,4

Рисунок 3

2. 
   Определение динамических характеристик открытого винта
   

Динамические характеристики движителя при его работе за корпусом судна в начале определяют в относительном виде, т.е. в виде зависимостей коэффициента эффективного упора (Ке) и коэффициента момента движителя (К2) от относительной поступи (р – для ОВ). Расчет динамических характеристик открытого винта выполняется в форме таблицы 5.

Расчет динамических характеристик открытого винта

Таблица 5

Исходные данные: z= 4; Ɵ= 0,58; (Н/Д)рас= 0,51; = 0,22 ; tрас= 0,258
Расчетные величины и формулы	Относительная поступь
	0,0	0,077	0,153	0,23	0,39	0,55
К1 =f( p, )	0,2	0,185	0,16	0,145	0,065	0,001
К2 =f( p, )	0,0177	0,0163	0,0156	0,0132	0,009	0,004
	1	0,87	0,75	0,62	0,361	0,098
t=tшв / S1	0,29	0,297	0,344	0,42	0,72	2,6
Ке=К1(1 – t)	0,142	0,13	0,105	0,084	0,018	-0,0016

В таблице 5 показатель – скольжение винта, взятое по шагу нулевого упора; его расчёт выполняется по формуле:

Где λ – переменное значение поступи, а 1

Для выявления изменения t (коэффициента засасывания) по таблице 5 используется эмпирическое условие: В соответствии с этим условием можно записать: . Работа винта при швартовах.

далее cо значением t рассчитаем коэффициент эффективного упора винта

3. 
   Расчет динамических характеристик движителя при постоянных частотах его вращения
   

Расчёт Ре , (х∙Те) ,vе , v - в таблице 6 выполняется однотипно при различных частотах вращения винта.

По данным таблицы 4; 5; 6 на рисунке 3 построены ходовые характеристики судна.


Расчет динамических характеристик движителя при постоянных

частотах его вращения
Таблица 6

Исходные данные: Д= 1,6 м; W= 0,3; n0=9,7 c-1; x=2;
Расчетные величины и формулы	Единица измерения			Относительная поступь и соответствующие значения К2и Кек
				0,0			0,077				0,153			0,23			0,39			0,55
				0,0177			0,0163				0,0156			0,0132			0,009			0,004
				0,142			0,13				0,105			0,084			0,018			-0,0016
n0 = 9,7 с-1 ; РДmax = 716,4 кВт
	кВТ			1065,4			981,1				939			794,5			541,7				240,8
хТе=хКек n2 Д4	кН			175,1			160,3				130			103,6			22,2				-2
vе= enД	м/с			0			1,2				2,4			3,6			6,1				8,5
v= vе/(1 – W)	м/с			0			1,7				3,4			5,1			8,7				12,1
n1 = 9,22 с-1 ; РДmax = 668,6 кВт
			кВТ			915			842,5				806,3			682,3			465,2				206,8
х∙Те=хКек n2 Д4			кН			158,2			145				117			94			20,1				-1,8
vе= e nД			м/с			0			1,1				2,3			3,4			5,8				8,1
v=vе/(1 – W)			м/с			0			1,6				3,3			4,9			8,3				11,6
n2 = 8,73 с-1 ; РДmax = 621 кВт
		кВТ			776,5			715,2				684,5			579,2			395				176
хТе=хКек n2 Д4		кН			142			130				105			83,9			18				-1,6
vе= enД		м/с			0			1,1				2,1			3,2			5,5				7,7
v= vе/(1 – W)		м/с			0			1,6				3			4,6			7,9				11
n3 = 8,25 с-1 ; РДmax = 573,1 кВт
		кВТ			655,5			603,6				578			489			333,3				148,1
хТе=хКек n2 Д4		кН			126,7			116				93,7			75			16,1				-1,4
vе= enД		м/с			0			1				2			3			5				7,3
v= vе/(1 – W)		м/с			0			1,4				2,9			4,3			7,1				10,4
n4 = 7,76 с-1 ; РДmax = 525,3 кВт
		кВТ			545,5			502,3				480,7			406,8			277,4				123,3
хТе=хКек n2 Д4		кН			112,1			102,6				83			66,3			14,2				-1,3
vе= enД		м/с			0			1				1,9			2,9			4,8				6,8
v= vе/(1 – W)		м/с			0			1,4				2,7			4,1			6,9				9,7
n5 = 6,79 с-1 ; РДmax = 430 кВт
		кВТ			365,4					336,5		322,3			272,5			185,8				82,6
хТе=хКек n2 Д4		кН			85,8					78,6		63,5			50,8			11				-1
vе= enД		м/с			0					0,8		1,7			2,5			4,2				6
v= vе/(1 – W)		м/с			0					1,1		2,4			3,6			6				8,6

6. 
   Разработка теоретического чертежа гребного винта
   

Теоретический чертеж гребного винта дает представление о его форме и размерах. Он изображается в двух проекциях. Проекция на плоскость, перпендикулярную к оси вращения, называется нормальной проекцией гребного винта; проекция на вертикальную плоскость параллельную оси винта, – боковой проекцией.



Определяется средняя ширина лопасти , мм.

С использованием bc рассчитывается максимальная ширина лопасти, мм:



Представление о форме ступицы дает рисунок. Диаметр ступицы в плоскости действия винта (do) определяется с использованием относительного диаметра:




Внутренняя поверхность ступицы сопрягается с поверхностью конусной части гребного вала. Сила упора винта на переднем ходу передается на вал через его коническую часть. Конусность вала и ступицы при шпоночном соединении между ними принимается равной:

=5 мм

Все размеры винта посчитаны в таблице: 7.1; 7.2; 7.3.

Таблица 7.1 Исходные данные

диаметр	1,6
шаговое отношение	0,51
шаг	0,82
количество лопастей	4
угол наклона	0
относительный диаметр ступицы	0,2
дисковое отношение	0,58
радиус винта	0,8
радиус ступицы	0,16
средняя ширина лопасти	0,455
коэффициент c	1,17
bmax	0,532
e0 отн	0,09
er отн	0,007
e0	0,072
er	0,006
длина ступицы	294,2
диаметр ступицы	320

Таблица 7.2 Спрямленный контур лопасти

r	0,16	0,24	0,32	0,4	0,48	0,56	0,64	0,72	0,8
bвх	0,25	0,28	0,3	0,306	0,298	0,273	0,221	0,124	0
bвых	0,155	0,177	0,198	0,217	0,234	0,248	0,257	0,25	0,107
b	0,405	0,457	0,498	0,523	0,532	0,522	0,479	0,375	0
be	0,142	0,16	0,174	0,183	0,207	0,231	0,229	0,188	0

Таблица 7.3 Расчет координат точек проекции лопасти

Расчетные формулы	Размерность	Относительные радиусы
		0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
r	мм	0,16	0,24	0,32	0,4	0,48	0,56	0,64	0,72	0,8
bвх	мм	0,25	0,28	0,3	0,306	0,298	0,273	0,221	0,124	0
bвых	мм	0,155	0,177	0,198	0,217	0,234	0,248	0,257	0,25	0,107
fi		0,684	0,498	0,387	0,315	0,265	0,229	0,201	0,179	0,162
fi град	град	39,19	28,53	22,17	18,05	15,18	13,12	11,52	10,26	9,28
cos fi		0,775	0,879	0,926	0,951	0,965	0,974	0,98	0,984	0,987
альфа1	град	69,39	58,76	49,74	41,69	34,33	27,21	19,39	9,71	0
альфа2	град	43,02	37,15	32,83	29,56	26,96	24,72	22,55	19,58	7,564
sin alfa1	-	0,936	0,855	0,763	0,665	0,564	0,457	0,332	0,169	0
sin alfa2	-	0,682	0,604	0,542	0,493	0,453	0,418	0,383	0,335	0,132
тангенс fi		0,356	0,254	0,196	0,159	0,133	0,115	0,101	0,09	0,081
тангенс 90-fi		0,475	0,595	0,672	0,726	0,765	0,794	0,817	0,835	0,85
e	мм	58,7	52,1	45,4	38,8	32,2	25,5	18,9	12,2	5,6
dвх	мм	22,89	18,24	14,98	11,64	8,372	5,61	3,78	2,44	0
dвых	мм	11,15	9,378	7,718	6,208	5,152	4,08	3,024	2,44	0
Yвх	мм	23,48	19,8	15,89	12,03	6,44	4,08	1,89	1,22	0
Yвых	мм	17,61	14,07	9,988	5,432	2,576	2,04	1,512	1,22	0
а1	мм	134,7	189,8	230,8	255,4	265	252,3	210,8	120,6	0
а2	мм	97	133,6	164,9	192,5	215,3	232,3	243,8	240,1	105,6
с1	мм	180,5	156	132,7	110,4	87,5	68,1	47,5	24,3	0
с2	мм	113,7	99,4	86,4	74,6	65,8	59,9	54,1	46,8	17,2

7. 
   Заключение
   

В процессе проектирования пропульсивного комплекса выполнили следующие задача: при заданных номинальных условиях загрузки и движения судна определили такие значения параметров геометрии и работы гребного винта при которых его к.п.д. будет максимальным.

Разработали теоретический чертеж гребного винта. Таким образом геометрия винта считается неизменной при всех возможных режимах эксплуатации судна.

8. Список литературы:

1. 
   Кеслер А.А. Расчёт и анализ показателей пропульсивного комплекса судна: методические указания к выполнению курсовой работы /А.А.Кеслер – Н.Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2007. – с.
   
2. 
   Кеслер А.А. Альбом вспомогательных диаграмм для расчёта гребных винтов / А.А.Кеслер – Н.Новгород, 2012.- с.
   
3. 
   Васильев А.В. Гидродинамика судов внутреннего плавания, в 4 ч, ч.1 Расчет сопротивления движению судов внутреннего плавания: Учеб. пособие. 2-е изд. перераб. и доп. / А.В. Васильев, В.Н. Савинов, П.Н. Егоров. – Н. Новгород, НГТУ, 1996. – 147 с.
   
4. 
   Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания / Под. ред. А.М. Басина, Е.И. Степанюка – Л.: Транспорт, 1977. – 272 с.
   
5. 
   Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания / Под ред. А.М. Басина, Е.И. Степанюка – Л.: Транспорт, 1977. Приложение – 40 с.
   
6. 
   Шмаков В.М. Теория, устройство судов и движители: Методические указания / В.М. Шмаков; ВГАВТ. – Н. Новгород, 1995. – 62 с.
   
7. 
   Кеслер А.А. Оформление общепроектной и технологической документации в курсовых и дипломных проектах: Методические указания / А.А. Кеслер, Е.Г. Бурмистров. – Н. Новгород: ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2005. – 64 с.