2. Расчет и построение ходовых характеристик судна с ВРШ
2.1 Паспортная диаграмма судна с ВРШ
Основные параметры главного двигателя и винта судна РТМС “Антарктида“ представлены в таблицах 2.1-2.3
Таблица 2.1 – Параметры главного двигателя
Параметр
| Обозначение
| Величина
| Размерность
| Марка дизеля
|
| 8NVD-48A-2V
|
| Количество дизелей в комплексе
|
| 1
|
| Номинальная мощность одного дизеля
|
| 970
| кВт
| Номинальная частота вращения
|
| 428
|
| Тактность дизеля
|
| 4
|
| Наличие наддува
|
| Да
|
| Передача на винт
|
| I = 1,72
|
| Коэффициент механических потерь
|
| 0,94
|
| Таблица 2.2 – Параметры движителя
Параметр
| Обозначение
| Величина
| Размерность
| Диаметр винта
| D
| 2,15
| м
| Число лопастей
| z
| 3
|
| Дисковое отношение
|
/
| 0,57
|
| Конструктивное шаговое отношение
|
/D
| 0,9
|
| Таблица 2.3 – Характеристики направляющей насадки
Параметр
| Обозначение
| Величина
| Размерность
| Относительное удлинение
|
| 0,66
|
| Коэффициент раствора
| α
| 1,25
|
| Коэффициент расширения
| β
| 1,13
|
| Зависимость буксировочного сопротивления от скорости судна представлена в таблице 2.4. Агрегатное сопротивление трала представлено в таблице 2.5
Таблица 2.4 – Буксировочное сопротивление судна
Параметр
| Значение
|
, уз,
| 0
| 4
| 6
| 8
| 10
| 12
| 14
|
| 0
| 5
| 12
| 22
| 38
| 64
| 109
|
, кН
| 0
| 10
| 24
| 44
| 76
| 128
| 218
| Таблица 2.5 – Агрегатное сопротивление трала
Параметр
| Значение
|
, уз,
| 0
| 2
| 3
| 4
| 5
|
| 0
| 50
| 70
| 90
| 110
| Коэффициенты взаимодействия винта с корпусом судна представлены в таблице 2.6
Коэффициент нагрузки винта по полезной тяге (Kde)
| Коэффициент попутного потока (Wt)
| Коэффициент засасывания (t)
| Коэффициент нагрузки по упору при постоянном диаметре,
(Kdt)
| 0,00
| 0,251
| 0,014
| 0,00
| 0,5
| 0,223
| 0,055
| 0,377
| 1,0
| 0,185
| 0,099
| 0,773
| 1,5
| 0,167
| 0,140
| 1,159
| 2,0
| 0,160
| 0,178
| 1,523
| 2,5
| 0,154
| 0,216
| 1,872
| 3,0
| 0,150
| 0,254
| 2,202
| Все необходимые ходовые и тяговые характеристик судна могут быть получены, если предварительно рассчитать и построить диаграмму потребляемой тяги = f( ) и потребляемой мощности = f( ) заданного ВРШ.
Задаемся шаговым отношением:
H/D = 0,5 – 1,5 (шаг 0,2).
Задаемся поступью винта J с шагом 0,2 в диапазоне от J = 0 до поступи нулевого упора = 0).
Коэффициент упора комплекса винт-насадка:
выбираем согласно с.91.
Коэффициент момента:
выбираем согласно с.92.
Мощность, необходимая для вращения винта и валопровода:
= , кВт,
Где плотность морской воды;
n – частота вращения двигателя;
i – передаточное число;
D – диаметр винта, м;
– коэффициент механических потерь;
Упор комплекса винт-насадка:
= * * * , кН.
Скорость вращения винта:
= , м/c.
Коэффициент засасывания насадки:
= f(H/D; J), выбирается согласно с.24
Упор гребного винта:
= , кН.
Коэффициент нагрузки по упору:
= * D* .
Коэффициент попутного потока:
= f( – выбирается согласно таблице 2.6.
Коэффициент засасывания:
t = f( – выбирается согласно таблице 2.6.
Скорость судна:
= , уз,
Где – коэффициент пропорциональности, = 0,7(с.24).
Полезная тяга комплекса:
= *(1- * t). кН,
Где – коэффициент пропорциональности,
Расчеты произведем в табличной форме
На диаграмме полезной тяги (рисунок 2.1) нанесем кривую буксировочного сопротивления чистого корпуса ( (таблица 2.4), кривую сопротивления при буксировке однотипного судна ( (таблица 2.4), а также кривую сопротивления судна при тралении ( )( (таблица 2.5). Затем найдем точки пересечения кривых ( ( , ( )( с кривыми ) (таблица 2.8)
Таблица 2.8 – Точки пересечения Параметр
| Точка/кривые
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
|
| H/D
| 0,5
| 0,7
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 1,5
|
, уз,
| -
| 12
| 13,7
| 15,2
| 16,6
| 18
|
| -
| 65
| 100
| 145
| 210
| 285
|
| H/D
| 0,5
| 0,7
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 1,5
|
, уз,
| 8,7
| 10,7
| 12,1
| 13,3
| 14,6
| 15,9
|
| 52
| 90
| 138
| 185
| 255
| 340
|
| H/D
| 0,5
| 0,7
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 1,5
|
, уз,
| 2
| 3
| 4,5
| 5,5
| 6,75
| 8,2
|
| 50
| 75
| 110
| 130
| 163
| 193
| Определив точки пересечения на диаграмме полезной тяги, построим кривые эффективной мощности, необходимой для движения судна при совместной работе его корпуса, движителя и валопровода, при заданных буксировочных сопротивлениях H/D), H/D), H/D) (рисунок 2.2). Построение произведем по точкам, представленными в таблице 2.9.
Таблица 2.9 – Точки пересечения Параметр
| Точка/кривые
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
|
H/D)
| H/D
| 0,5
| 0,7
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 1,5
|
, уз,
| 7,4
| 9,1
| 10,3
| 11,8
| 13,1
| 14,1
|
| 200
| 260
| 400
| 700
| 1030
| 1500
|
H/D)
| H/D
| 0,5
| 0,7
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 1,5
|
, уз,
| 6,1
| 7,8
| 9,1
| 10,2
| 11,3
| 12,3
|
| 250
| 338
| 500
| 800
| 1180
| 1675
|
H/D)
| H/D
| 0,5
| 0,7
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 1,5
|
, уз,
| 2
| 3
| 4,2
| 5,5
| 6,8
| 8
|
| 320
| 450
| 640
| 1000
| 1470
| 1960
| Задавшись величинами располагаемой мощность (с.27) (таблица 10), прочерчиваем горизонтальные прямые на диаграмме мощности (рисунок 2.2), отмечаем точки их пересечений с кривыми потребляемой мощности H/D) и переносим их на диаграмму полезной тяги H/D) (рисунок 2.2). По полученным точка строим кривые располагаемой тяги .
Таблица 2.10 – Варианты включения энергетической установки №
| Вариант включения
|
, кВт
| 1
| Главный двигатель и валомотор
| 1140
| 2
| Главный двигатель
| 970
| 3
| Главный двигатель и валогенератор
| 670
| |