--PAGE_BREAK--Таблица 3.3
Рассчитаем полное сопротивление движению судна по данным прототипа для полной осадки и построим графическую зависимость Rx = f(Vs), T = const.
Приближённое определение сопротивления по прототипу основано на использовании полученной в результате модельных испытаний зависимости коэффициента остаточного сопротивления CR(Fr), для судна с формой обводов, аналогичной принятой для рассчитываемого объекта, и по возможности с небольшими различиями в основных геометрических характеристиках корпуса. При этом влияние на остаточное сопротивление несоответствия геометрических параметров, как правило, соотношений главных размерений L/B, B/T, y, коэффициентов полноты d, j, а иногда и абсциссы центра величины xc учитывается введением системы корректирующих поправок в исходные значения CR для прототипа. Применение указанных поправок основывается на допущении о независимости влияния на остаточное сопротивление каждого геометрического параметра из числа различающихся у проектируемого судна и прототипа, при этом остальные параметры полагаются постоянными.
Кроме использования для расчёта коэффициента CR по прототипу непосредственно материалов систематических серий, существуют комплекты графиков, построенных специально для определения «коэффициентов влияния». Обычно по таким графикам вычисляют kd, от основных безразмерных геометрических параметров, характеризующих полноту обводов и соотношения главных размерений. Наиболее известные из них диаграммы, построенные И.В. Гирсом, учитывающие влияние относительной длины y = L/, коэффициента продольной полноты j = d/b и отношения ширины к осадке B/T. Именно этими диаграммами мы и будем пользоваться в наших расчётах.
Таблица 3.4
4. Определение параметров гребного винта
Определим в первом приближении параметры гребного винта, обеспечивающего максимальную скорость движения судна. По результатам вычислений построим графические зависимости.
Спроектировать гребной винт означает выбрать не только его диаметр, шаговое и дисковое отношение и число лопастей, но также и профили сечений, кривизну этих профилей и относительные толщины профилей лопастей. При этом необходимо учесть взаимоотношение винта с корпусом корабля так, чтобы работая за корпусом гребной винт показывал наивысший КПД (пропульсивный коэффициент). Кроме высокого пропульсивного коэффициента винту необходимо обеспечить устойчивость против кавитации и надёжность в эксплуатации. Эти требования находятся в противоречии: с точки зрения кавитации лопасти должны быть тоньше, а с точки зрения надёжности толще.
Каждый элемент лопасти должен рассчитаться с учётом условия его работы и взаимодействия с другими элементами лопасти. Существует несколько схем расчета гребного винта. Во всех схемах расчёта очень часто используются результаты продувок изолированных профилей в аэродинамических трубах. Во многих схемах расчёта используется вихревая теория гребных винтов. При проектировании гребных винтов в основном решается одна из двух задач:
а.) В результате проектирования устанавливаются элементы гребного винта обеспечивающие наивысшую скорость судна. В этом случае мощность энергетической установки задаётся заранее из числа двигателей основанных промышленностью.
б.) При проектировании гребного винта требуется определить элементы такого винта, который будет потреблять наименьшую мощность. В этом случае должно быть известно только сопротивление движению при заданной скорости судна.
Для того, чтобы рационально спроектировать гребной винт необходимо иметь все данные к которым относятся:
- главные размерения
- водоизмещение судна
- коэффициенты полноты
- теоретический чертёж
- внешняя характеристика двигателя, количество двигателей на один вал, тип соединения двигателя с гребным винтом, КПД валопровода, редуктора, электропередачи, передаточное отношение в редукторе.
- эффективная или буксировочная мощность, полученная в результате испытаний моделей судов, коэффициенты попутного потока y, засасывания t, и коэффициент i = , учитывающий влияние неравномерности потока на КПД винта.
- дисковое отношение q =
- число гребных валов zp
- число лопастей z
q = 0,375()2/3;
D = 0,7*Tk= 0,7*7,8 = 5,46 м;
dmax = 0,09; z = 4;
c’= 0,065-коэффициент учитывающий прочность материала лопасти(углеродистая сталь);
m’ = 1,15-коэффициент учитывающий нагрузку гребного винта;
q = 0,375()2/3=0,112;
Принимаю q = 0,4;
26t = a*6616a = 0,6 );
zp = 1 ( количевство гребных винтов );
n = 2,1 об/с;
= 1,025 кг*/м3;
a =1,03
в = 0,98
В результате построения графиков были получены следующие данные:
Vsmax = 24 узл
D= 5,7 м;
H/D = 0,97;
h = 0,70.
Таблица 4.1 Определение параметров гребного винта
5. Профилировка лопасти гребного винта
Выполним профилировку лопасти гребного винта и вычертим проекции гребного винта на миллиметровке формата А2.
q = 0,5(1,083 — )*zÞbmax= 0,54Dq;
d0= (0,17 ¸ 0,22)D;
q=0,4;
bmax = 1,262 м.
Контур спрямлённой поверхности и распределение толщины лопасти для z=4.
Таблица 5.1
6. Проверка гребного винта на кавитацию
Выполним проверку гребного винта на кавитацию
Кавитация – явление, связанное с вскипанием воды на лопасти гребного винта и образование в связи с этим полостей, заполненных парами воды и газами, растворёнными в воде. Известно, что кавитация возникает в тех случаях, когда давление достигает давления насыщенных паров при соответствующей окружающей температуре.
Кавитация причиняет большой вред движителям, так как при появлении кавитации, либо снижается КПД движителя, либо разрушается лопасть.
Существует много схем проверки гребного винта на кавитацию. Наиболее простой является схема Папмеля. В соответствии с этой схемой рассчитывается критическое число оборотов nкр, которое затем сравнивается с расчётным числом оборотов.
nкр =
где
g = 1025
hs – глубина погружения оси винта;
hs=10,65 м.
r = 1,025 кг*/м3
D- диаметр гребного винта;
продолжение
--PAGE_BREAK--