Главная страница

Расчёт и анализ пропульсивного комплекса судна


Скачать 287.84 Kb.
НазваниеРасчёт и анализ пропульсивного комплекса судна
Дата09.04.2022
Размер287.84 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаvariant_61.docx
ТипКурсовой проект
#456952
страница4 из 7
1   2   3   4   5   6   7

2.2. Определение характеристик движителя, обеспечивающего наиболее эффективное использование мощности выбранного двигателя


На данном этапе расчёта при известных характеристиках корпуса судна и выбранного двигателя определяются основные элементы гребного винта, который при использовании мощности, подводимой к нему от двигателя на номинальном режиме (PД0), обеспечивал бы для небуксирного судна – наивысшую скорость хода при заданных условиях плавания.
2.2.1. Схема расчёта движителя для небуксирного судна

Исходными данными на этом этапе являются:

- геометрические характеристики корпуса судна (Lc, Bc, Tc,Vc, δc);

- тип кормовых обводов корпуса судна;

- количество (х) и тип движителей (ВН);

- скорость хода судна по заданию ( , м/с) и кривая сопротивления его движению (R = f( ))

- номинальная частота вращения винта (n0), об/с;

- мощность двигателя (PД 0,кВт), подводимая к винту при частоте вращения (n0);

- максимальный диаметр гребного винта (Dmax, м) и сила полного упора движителя (Тk, кН);

- предварительное значение диаметра винта (Dпр, м) и соответствующее значение коэффициента (Kdk), шагового отношения (H/D)пр и относительной поступи (λe)пр. Значения Dпр, (Kdk)пр, (λe)пр, должны соответствовать частоте вращения винта n0.

Находим мощность на валу винта:

(11)

кВт

Диаметр винта принят равным D = Dпр= 0,82 м.
2.2.2. Обоснования к выбору винта по числу лопастей, форме их контура и дисковому отношению

Количество лопастей открытого винта принимается по условию: при Кd  2,0 – количество лопастей z= 4. Форма контура лопасти принимается с учетом следующих обстоятельств.

У открытых гребных винтов форма контура лопасти не оказывает существенного влияния на его к.п.д. и кавитационные характеристики. На практике применяются винты, которые имеют как симметричную, так и несимметричную форму контура лопасти. Вместе с тем, винты, имеющие саблевидный (несимметричный) контур предпочтительнее, так как их применение приводит к снижению вибрации корпуса судна.

Дисковое отношение винта должно удовлетворять двум условиям: лопасть винта должна обладать достаточной прочностью при работе и, кроме того, на лопастях не должно быть кавитации.

Минимальное дисковое отношение по условию прочности лопастей открытого винта определяется по формуле:

(12)

где а – коэффициент, зависящий от материала винта и принимаемый равным: 0,065 (используем углеродистую сталь и латунь); max = 0,09 – предельное значение относительной толщины лопасти; m – коэффициент, характеризующий возможную максимальную нагрузку на лопасть, – принимается равным 1,15.



Для открытого винта минимально необходимое дисковое отношение по условию отсутствия кавитации определяется по формуле

(13)

где эмпирический коэффициент, зависящий от нагрузки на винт и принимаемый для пассажирских судов равным 1,35; Кс – кавитационная характеристика, определяемая в зависимости от Н/Д и р по приложению 2; рс – абсолютное гидростатическое давление на уровне оси винта, Па.

Значение рс определяется по выражению

рс = ра +  g hв – рd , (14)

где ра = 101300 Па – атмосферное давление; – 1000 кг/м3 – плотность пресной воды; g – 9,81 м/c2 – ускорение свободного падения; hв = (Тс – Д) – глубина погружения гребного винта, определяемая как разница между осадкой судна с) и диаметром Дпр; d – давление насыщенных паров воды, принимаемое равным 2000 Па (соответствует t = 17 C).

,

тогда



Большее из значений и принимается в качестве минимально допустимого значения при выборе расчетной диаграммы.

2.2.3. Расчёт движителя на полное использование мощности двигателя.

Коэффициент попутного потока при расчете открытого винта определяется по формуле

(14)

где q – показатель, значение которого принимается q= 2 – для бортового винта; V, – водоизмещение, м3, и коэффициент полноты водоизмещения соответственно, V = Vс, = с; Д – диаметр винта, м, (Д = Дпр).



tн = 0,8*0,151* (1+0,25*0,151) = 0,125
Таблица 4 — Расчет элементов оптимального движителя на полное использование мощности двигателя

Исходные данные: x = 2; PD= PD0 = 186,24 кВт; n = n0 = 11,03 c-1; v0 = 22 км/ч = 6,11 м/с; tc =0,125; Wc= 0,151; Dmax= 1,0 м; .

Расчётные величины и формулы

Единица измерения

Номер приближения

I

II



м/с

6,11






м/c

5,19






-

1,88






-

0,24




-

0,35




-

1,2






м

1,96






кН

12,56






кН

21,98




(по кривой сопротивления движению судна)

м/с

18




Т.к. условие D Dmax не выполняется, то переходим к расчёту таблицы 5.

Таблица 5 — Расчет характеристик винта с заданным диаметром на полное использование мощности двигателя

Исходные данные: x = 2; PD= PD0 = 186,24 кВт; n = n0 = 11,03 c-1; v0 = 22 км/ч = 6,11 м/с; tc =0,125; Wc= 0,151; Д=Дmax= 1,0 м; .

Расчётные величины и формулы

Единица измерения

Номер приближения

I

II

III



м/с

6,11

6,43






м/c

5,19

5,46






-

0,02

0,02






-

0,47

0,50






-

0,60

0,63
















-

0,85

0,89






кН

21,53

21,49






кН

37,68

37,61




(по кривой сопротивления движению судна)

м/с

6,43

6,43






1   2   3   4   5   6   7


написать администратору сайта