КУРСОВИК АСУ. Курсовая работа состоит из следующих частей
 Скачать 1.55 Mb.
|
2 РАСЧЕТ коэффициентов уравнения динамики дизеляСтроим статическую характеристику дизеля (задавая ряд значений угловой скорости в диапазоне min…1,1н) по зависимости  ,где Nен = 6720 кВт – номинальная мощность дизеля; min = 2nmin = 23,140,5 = 3,14 c-1 – минимальная угловая скорость; nmin = 0,5 c-1 – минимальная частота вращения двигателя; н = 2nн = 23,141,98 = 12,44 рад/c – номинальная угловая скорость; nн = 1,98 с-1 – номинальная частота вращения двигателя. Результаты расчета заносим в таблицу 2.1. Таблица 2.1 – Расчет статической характеристики для нормального винта
По данным таблицы 2.1 строим частичную характеристику режима полного хода Ne=f() для координаты hн (рисунок 2.1). Учитывая, что в точке D пересечения характеристик эффективная мощность Nе равна мощности сопротивления Nc и точка D принадлежит как частичной, так и винтовой характеристикам с нормальным винтом (имеющим относительную поступь рн) определяем коэффициент КN нормального винта КNн = Nен / н3 = 6720 / 12,443 = 3,491. Рассчитываем статическую характеристику для нормального винта с относительной поступью рн (таблица 2.1) по зависимости Nc = КNн3. По данным таблицы 2.1 строим характеристику для нормального винта Nс=f() (рисунок 2.1).        Рисунок 2.2 – Характеристики винта при z=4 и =0,55Коэффициент момента  где Мс = Ncн / н = 6720 / 12,44 = 540,2 кНм – момент сопротивления, = 1,025 т/м3 – плотность морской воды; D = 4,8 м – диаметр винта. Шаговое отношение Н / D = 3,95 / 4,8 = 0,82, где Н = 3,95 м – шаг винта. Так как рассчитанное шаговое отношение несовместно с найденным коэффициентом К2 = 0,053 на диаграмме (рисунок 2.2), для дальнейших расчетов примем значение Н = 5,28 м. Шаговое отношение Н / D = 5,28 / 4,8 = 1,1. Относительную поступь нормального винта определяем по диаграмме винта (рисунок 2.2) при шаговом отношении Н/D = 1,1, дисковом отношении = 0,55 и числе лопастей винта z = 4: рн = 0,45. Принимаем два значения относительной поступи для тяжелого винта рт < рн (р1 = 0,15; р2 = 0,3) и два значения для легкого винта рт > рн (р3 = 0,6; р4 = 0,75). Коэффициенты момента для принятых значений р определяем по диаграмме винта (рисунок 2.2) К21 = 0,066; К22 = 0,06; К23 = 0,045; К24 = 0,035 Коэффициенты для принятых значений р КN1 = K21D5 / (2)2 = 0,0661,0254,85 / (23,14)2 = 4,371 КN2 = K22D5 / (2)2 = 0,061,0254,85 / (23,14)2 = 3,973 КN3 = K23D5 / (2)2 = 0,0451,0254,85 / (23,14)2 = 2,980 КN4 = K24D5 / (2)2 = 0,0351,0254,85 / (23,14)2 = 2,318 Рассчитываем винтовые характеристики для тяжелых и легких винтов с относительной поступью р1…р4 (таблица 2.2) по зависимости Nc = КNi3. По табличным данным построены винтовые характеристики для тяжелых и легких винтов (рисунок 2.1). Таблица 2.2 – Расчет винтовых характеристик
Для построения частичных характеристик подвода энергии при h1=0,25hн, h2=0,5hн, h3=0,75hн устанавливаем новые исходные данные для расчета. Для этого на оси ординат (рисунок 2.1) отмечаем точки: Neр1= 0,25Neн = 0,256720 = 1680 кВт, Neр2= 0,5Neн = 0,56720 = 3660 кВт, Neр3= 0,75Neн = 0,756720 = 5040 кВт, и проводим через них прямые параллельные оси абсцисс до пересечения с нормальной винтовой характеристикой. Точки пересечения А, В и С определяют новые скоростные режимы: р1 = 7,85 рад/с; р2 = 10,15 рад/с; р3 = 11,3 рад/с. Строим статические характеристики дизеля (задавая ряд значений угловой скорости в диапазоне от min…1,1н) для найденных значений Nерi и соответствующих им значениям рi по зависимости  .Результаты расчета занесены в таблицу 2.3. По данным таблицы 2.3. строим статические характеристики Nei = f() (рисунок 2.1). Таблица 2.3 – Расчет статических характеристик ГД
Для расчета коэффициентов динамики определяем графически частные производные по рисунку 2.1. Частная производная (Nc / )0 определяем как тангенс угла наклона касательной (на рисунке 2.1 линии синего цвета), проведенной в точке соответствующего режима (точки D, C, B, A) к характеристике отвода энергии для нормального винта с рн. Частная производная (Nе / )0 определяем как тангенс угла наклона касательной (на рисунке 2.1 линии зеленого цвета), проведенной к характеристике подвода энергии в соответствующих точках (точки D, C, B, A). Результаты определения производных занесены в таблицу 2.4. Таблица 2.4 – Определение частных производных
Для определения частной производной (Nе / h)0 на рисунке 2.1 проводим прямые параллельные оси ординат через точки равновесных режимов и строим график зависимости мощности дизеля Ne от положения рейки топливного насоса h при = const (таблица 2.5, рисунок 2.3). Таблица 2.5 – Зависимость мощности ГД от положения рейки топливного насоса
Частные производные (Nе / h)0 определяем как тангенс угла наклона прямой (рисунок 2.3) для заданного скоростного режима (таблица 2.6) Таблица 2.6 – Определение частных производных
Для определения частной производной (Nе / )0 на рисунке 2.1 проводим прямые параллельные оси ординат через точки равновесных режимов и строим график зависимости мощности дизеля Ne от относительной поступи винта р при = const (таблица 2.7, рисунок 2.4).  Рисунок 2.3 - Зависимость мощности дизеля от положения рейки топливного насоса  Рисунок 2.4 - Зависимость мощности дизеля от относительной поступи винта Таблица 2.7 – Зависимость мощности ГД от относительной поступи винта
Частные производные (Nе / )0 определяем как тангенс угла наклона прямой (рисунок 2.4) для заданного скоростного режима (таблица 2.8). Таблица 2.8 – Определение частных производных
Используя найденные производные определяем коэффициенты динамики по следующим зависимостям: фактор устойчивости  постоянная времени  ,где J = 89,6 тм2 – момент инерции дизеля. коэффициент усиления  коэффициент усиления  Результаты расчета сведены в таблицу 2.9 Таблица 2.9 – Расчет коэффициентов динамики
По данным таблицы 2.9 строим графики зависимостей коэффициентов от частоты вращения двигателя – рисунки 2.5-2.7.  Рисунок 2.5 – Фактор устойчивости  Рисунок 2.6 – Постоянная времени  Рисунок 2.7 – Коэффициенты усиления | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||