Расчет гребного винта для вібора главного двигателя (стр. 1 из 2)
Содержание
1. Расчет буксировочного сопротивления и мощности ……………….. 5
1.1 Общие данніе для расчета буксировочного сопротивления
и мощности …………………………………………………………….. 5
1.2 Определение площади смоченной поверхности……………………... 5
1.3 Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной
мощности . ……………………………………………………………… 6
2 Расчет гребного винта для вібора главного двигателя . . . . . . . . . . . . . .. 9
2.1 Данніе для расчета єлементов гребного винта . . . . . . . . . . . . . . . . . … 9
2.2 Определение коєффициента нагрузки гребного винта . . . . . . . . . . . ... 9
2.3 Вібор главного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 13
Список литературы. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … 14
1. Расчет буксировочного сопротивления и мощности
1.1Общие данные для расчета буксировочного сопротивления
и мощности
Исходные данные:
- тип судна – сухогруз
- длина L = 80 м
- ширина В = 13,3 м
- осадка Т = 4,4 м
коэффициенты полноты β = 0,95
δ = 0,64
- количество винтов 1
- скорость хода 12 узлов
- физические константы ρ = 1025 кг/ м3
υ = 1,61 . 10-6 м2/с
1.2 Определенин площади смоченной поверхности
Площадь смоченной поверхности определяем по формуле С.П.Мурагина, которая применяется при определении смоченной поверхности корпуса транспортных судов с небольшим значением кокоэффициента общей полноты (δ < 0,7):
Ω = LT (1,36 + 1,13 δ
)Ω = 80 . 4,4 (1,36+1,13 . 0,64 . 3,02) = 1247,5 м2
1.3 Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной мощности
Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной мощности выполняется в табличной форме (таблица 1.3)
Таблица 1.3 Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной мощности
| № | Наименование и обозначение | Рамер ность | Численные значения | ||||
| 1 | Скорость судна vs | узлы | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| 2 | Скорость судна v | м/с | 5,14 | 5,65 | 6.17 | 6,68 | 7,2 |
| 3 | v 2 | М | 26,42 | 31,97 | 38,06 | 44,65 | 51,78 |
| 4 | Число ФрудаFr=  | - | 0,183 | 0,2 | 0,22 | 0,24 | 0,26 |
| 5 | Коэффициент остаточного сопротивления стандарт.серии (ξrc),103 | - | 0,85 | 0,9 | 1,05 | 1,55 | 2,0 |
| 6 | Коэффициент аB/T(рис.1.21) | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | Коэффициент Кв/т(рис.1.21) | - | 1,03 | 1,03 | 1,03 | 1,03 | 1,03 |
| 8 | Коэффициент аψс (δ =0,7) (рис.1.20) | - | 1,1 | 1,1 | 1,08 | 1,09 | 1,09 |
| 9 | Коэффициент аψ(рис.1.19) | - | 1,025 | 1,025 | 1,025 | 1,025 | 1,025 |
| 10 | Коэффициент Кψ=  | - | 0,932 | 0,932 | 0,949 | 0,94 | 0,94 |
| 11 | Коэффициент остаточного сопротивления ξr.103=[5], [6], [7], [10] | - | 0,816 | 0,864 | 1,026 | 1,501 | 1,936 |
| 12 | Число Рейнольдса Re,10-8=  |  - | 2,57 | 2,825 | 3,084 | 3,34 | 3,598 |
| 13 | Коэффициент сопротивления трения ξf.103(табл.1.3) | - | 1,85 | 1,84 | 1,02 | 1,81 | 1,7 |
| Продолжение таблицы 1.3 | |||||||
| 14 | Коэффициент сопротивления шероховатости ξn.103(табл.1.4) | - | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| 15 | Коэффициент сопротивления выступающих частей ξа.103 (табл.1.4) | - | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,15 |
| 16 | Коэффициент полного сопротивления ξ.103= [11]+ [13]+ [14]+ [15] | - | 3,166 | 3,204 | 3,346 | 3,811 | 4,136 |
| 17 | Буксировочное сопротивление R=0,5ρΩ [3], [16] | кН | 53,5 | 65,5 | 81,4 | 108,8 | 136,9 |
| 18 | Буксировочая мощность EPS = [2] .[17] | кВт | 275 | 370 | 502 | 727 | 985 |
| 19 | Эксплуатационное сопротивление Rэ = 1,15 .R | кН | 61,3 | 76,6 | 93,6 | 125,12 | 156,4 |
| 20 | Эксплуатационная буксировочная мощность EPSэ =1,15 EPS | кВт | 316 | 426 | 577 | 836 | 1133 |
По результатам расчета построены графики зависимости буксировочных сопротивлений и мощностей от скорости судна (Рис.1).
2 Расчет гребного винта для выбора главного двигателя
2.1 Данные для расчета элементов гребного винта
Предельное значение диаметра гребного винта составляет:
Dпр = 0,7 Т
Dпр = 0,7 . 4,4 = 3,08 м
Для проектной скорости vs= 12 уз, численные значения буксировочного сопротивления и мощности составляют:
Rэ = 93,6 кН; EPSэ = 577 кВт
2.2 Определение коэффициента нагрузки гребного винта
Коэффициент нарузки гребного винта определяется по формуле:
КDT= DvА 
где vA = v (1 – WT)
Коэффициент попутного потока WTнаходится по формуле:
WT= (0,25 + 2,2 (δ – 0,5 )2 )[ 0,94 + 1,8
]Численное значение упора ТВ в выражении для КDT определяется по формуле:
ТВ = 
где коэффициент засасывания t= 0,20 + 0,10 (δ – 0,50) + 0,055 ( КDE– 1,8)
Коэффициент нагрузки гребного винта по тяге:
KDE =DvА =6,17 . 3,08 . 
= 1,995
Тогда t= 0,20 + 0,10 (0,64 – 0,50) + 0,055 ( 1,995– 1,8) = 0,225
Коэффициент попутного потока WTравен:
WT= (0,25 + 2,2 (0,64 – 0,5 )2 )[ 0,94 + 1,8
] = 0,44Расчет элементов гребного винта приводим в таблице 2
Таблица 2 Расчет элементов гребного винта
| № | Наименование и обозначение | Размер ность | Численные значения | |||
| 1 | D = (1,0 …0,85) Dпр | м | 3,08 | 2,93 | 2,77 | 2,62 |
| 2 | K DT = D vA | - | 0,96 | 0,91 | 0,86 | 0,82 |
| 3 | Jпо диаграмме | - | 0,458 | 0,437 | 0,413 | 0,395 |
| 4 | n=  . 60 | об/мин | 150 | 162 | 184 | 198 |
| 5 |  | - | 0,858 | 0,826 | 0,819 | 0,81 |
| 6 | ηо | - | 0,522 | 0,517 | 0,493 | 0,478 |
| 7 | η = ηн ηо =  ηо | - | 0,764 | 0,716 | 0,682 | 0,662 |
| 8 | РS =  | кВт | 779 | 830 | 872 | 899 |
| 9 | PSP =  | кВт | 803 | 856 | 899 | 927 |
| 10 | PSN =  | кВт | 865 | 951 | 999 | 1030 |
Для выбора главного двигателя строим графики зависимостей диаметра, заданных мощностей, номинальной мощности от частоты вращения гребного винта (Рис 2)
2.3 Выбор главного двигателя
По справочной литературе [ 4 ] подбираем главный двигатель, ориентируясь на рассчитанный диапазон мощностей 800 – 927 кВт: