Расчёт и анализ пропульсивного комплекса судна
 Скачать 287.84 Kb.
|
2.2. Определение характеристик движителя, обеспечивающего наиболее эффективное использование мощности выбранного двигателяНа 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 (K’dk), шагового отношения (H/D)пр и относительной поступи (λe)пр. Значения Dпр, (K’dk)пр, (λe)пр, должны соответствовать частоте вращения винта n0. Находим мощность на валу винта:  (11) кВтДиаметр 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 (Тс) 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
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
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
(по кривой сопротивления движению судна)
