148025 (692159), страница 2
Текст из файла (страница 2)
-сопротивления воды движению судна;
-составляющие полного сопротивления судна от скорости;
-буксировочной мощности.
2. Расчеты сопротивления воды движению судна по данным испытаний систематических серий моделей судов.
Для расчета сопротивления воды движению судна используем серию универсальных среднескоростных судов (учебное пособие, Л. С. Артюшков). Результаты испытаний моделей этой серии используются для расчета сопротивления и буксировочной мощности универсальных сухогрузных судов, среднетоннажных танкеров и судов для навалочных грузов. Основные геометрические характеристики моделей серии:
-коэффициент общей полноты δ = 0,60…0,80
-отношение главных размерений L/B = 7,3; B / T = 2,5;
-форма носовой оконечности V–образная и U–образная.
Все модели имели длину 7 метров.
Коэффициент остаточного сопротивления для этой серии определяется по выражению
Cr = Cr0 kl kB/T aB/T kV
Коэффициент Cr0 снимается с основной диаграммы серии как функция коэффициента общей полноты для соответствующих значений чисел Фруда. Коэффициент влияния относительной длины kl = al / al0 вычисляется как отношение значений al, снимаемых с диаграммы соответственно для заданного значения относительной длины l судна и стандартого значения l0 для моделей этой серии, определяемого как функция коэффициента общей полноты.
Коэффициенты kB/T и aB/T, произведение которых учитывает влияние отличия заданного значения B/T от принятого в серии B/T = 2,5, определяется с диаграммы.
Коэффициент kV вводится только для учета влияния V–образной формы носовых шпангоутов на остаточное сопротивление. Значения этого коэффициента определяются в функции от δ и числа Фруда с диаграммы.
Расчет произведен с использованием программы "Microsoft Excel", результаты представлены ниже в табличной форме.
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ ПО 60-Й СЕРИИ
ПРОЕКТ: СУХОГРУЗ
| ограничения: | одновинтовые суда |
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.5 =< Lpp/B =< 8.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.5 =< B/T =< 3.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0.6 =< cb =< 0.8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| -2.48 =< xb =< 3.51 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||
| исходные данные: | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| длина между перпендикулярами, м | Lpp= | 110,00 | м | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ширина судна на миделе, м | B= | 18,33 | м | ||||||||||||||||||||||||||||||
| средняя осадка, м | T= | 7,05 | м | ||||||||||||||||||||||||||||||
| коэффициент общей полноты | cb= | 0,6 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| абсцисса ЦВ, в % от Lpp | (реком.: | -1,94 | ) | xb= | -0,07 | % | |||||||||||||||||||||||||||
| длина по ватерлинии, м | (реком.: | 111,87 | ) | Lwl= | 114,58 | м | |||||||||||||||||||||||||||
| расчетная скорость, уз | Vs= | 15,00 | узл. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| смоченная поверхность, м2 | (реком.: | 2596 | ) | S= | 2620 | м2 | |||||||||||||||||||||||||||
| корреляционный к-т | (реком.: | 0,0003 | ) | Ca= | 0,00030 | ||||||||||||||||||||||||||||
| к-т выступ. частей | (реком.: | 0,00015 | ) | Capp= | 0,00080 | ||||||||||||||||||||||||||||
| кинематическая вязкость воды | ny= | 1,1E-06 | м2/с | ||||||||||||||||||||||||||||||
| плотность воды | roh= | 1,025 | т/м3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Lpp/B= | 6,0 | B/T= | 2,6 | U= | 0,774 | ||||||||||||||||||||||||||||
| РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА: | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vs, узл. | 11,00 | 12,00 | 13,00 | 14,00 | 15,00 | 16,00 | |||||||||||||||||||||||||||
| V, м/c | 5,66 | 6,17 | 6,69 | 7,20 | 7,72 | 8,23 | |||||||||||||||||||||||||||
| Fr | 0,169 | 0,184 | 0,199 | 0,215 | 0,230 | 0,245 | |||||||||||||||||||||||||||
| U | 0,568 | 0,619 | 0,671 | 0,723 | 0,774 | 0,826 | |||||||||||||||||||||||||||
| Y400 | -0,975 | -1,012 | -1,001 | -0,972 | -1,016 | -1,073 | |||||||||||||||||||||||||||
| CRT400 | 9,22 | 8,91 | 9,01 | 9,25 | 8,88 | 8,40 | |||||||||||||||||||||||||||
| CT400 | 0,0027 | 0,0026 | 0,0026 | 0,0027 | 0,0026 | 0,0024 | |||||||||||||||||||||||||||
| U400 | 0,5454 | 0,5950 | 0,6445 | 0,6941 | 0,7437 | 0,7933 | |||||||||||||||||||||||||||
| CFo400 | 0,0016 | 0,0016 | 0,0016 | 0,0016 | 0,0016 | 0,0016 | |||||||||||||||||||||||||||
| CR | 0,0006 | 0,0005 | 0,0006 | 0,0007 | 0,0006 | 0,0005 | |||||||||||||||||||||||||||
| Rn | 5,7E+08 | 6,2E+08 | 6,7E+08 | 7,2E+08 | 7,7E+08 | 8,2E+08 | |||||||||||||||||||||||||||
| CFo | 0,0011 | 0,0011 | 0,0011 | 0,0011 | 0,0011 | 0,0010 | |||||||||||||||||||||||||||
| CT | 0,0028 | 0,0027 | 0,0028 | 0,0028 | 0,0027 | 0,0026 | |||||||||||||||||||||||||||
| Rt,кН | 121 | 139 | 166 | 197 | 219 | 237 | |||||||||||||||||||||||||||
| Pe,кВт | 682 | 860 | 1108 | 1422 | 1687 | 1948 | |||||||||||||||||||||||||||
Сравним эти два способа по диаграмме.
3. Подбор элементов гребного винта для скорости хода 13 - 15 узлов при заданном диаметре по теоретическому чертежу.
3.1 Определение коэффициентов взаимодействия
Одновинтовое морское сухогрузное судно
При практических расчетах используется следующая эмпирическая формула
L, B, T - длина, ширина и осадка судна
Е - высота оси ГВ над ОП
D - диаметр винта
j - коэффициент продольной полноты
q1 - коэффициент, учитывающий форму кормы;
f1 - угол наклона образующей лопасти
Коэффициент засасывания транспортных одновитновых судов вычисляется
по формуле
Тогда коэффициент попутного потока равен
q2 - коэффициент учитывающий форму руля
q2=0.7…0.9 - для обтекаемого
q2=0.9…1.05 - для пластинчатого
| Для расчета принимаем: | q2= | 0,9 | |||||
| Тогда: | |||||||
| t= | 0,192214 | ||||||
| Для морских судов может также использоваться формула Папмеля: | |||||||
| | |||||||
| где | |||||||
| х=1 для средних винтов; х=2 для бортовых винтов. | |||||||
| х= | 1 | ||||||
| V - водоизмещение судна, м3; | V= | 8558 | м3 | ||||
| D - диаметр винта, м; | D= | 4,94 | м | ||||
| d - коэффициент общей полноты; | |||||||
| Dy - поправка на влияние числа Фруда (только при Fr>=0.2) | |||||||
| | |||||||
| 0,235 | |||||||
| 0,003 | |||||||
| Тогда | |||||||
| = | 0,1904 | ||||||
| t= | 0,17136 | ||||||
| Характерными для одновинтовых сухогрузных судов являются | |||||||
| следующие коэффициенты взаимодействия: | |||||||
| С пластинчатым рулем: | С обтекаемым рулем: | ||||||
| = | 0.20-0.22 | = | 0.24-0.26 | ||||
| t= | 0.17-0.19 | t= | 0.15-0.17 | ||||
| В дальнейших расчетах принимаем: | |||||||
| = | 0,213572 | ||||||
| t= | 0,192214 | ||||||
| i1 - коэффициент влияния неравномерности поля скоростей на упор; | |||||||
| i2 - коэффициент влияния неравномерности поля скоростей на момент; | |||||||
| Теоренические и экспериментальные исследования показали, что величина | |||||||
| коэффициентов i1 i2 для обычных судов должна быть близка к 1. | |||||||
| В расчетах принимаем: | |||||||
| i1= | 1 | ||||||
| i2= | 1 | ||||||
3.2 Выбор расчетной диаграммы
| Для выбора расчетной диаграммы назначим число лопастей равным 3 | |||||||||
| (для морских судов 3-6). | |||||||||
| Величина дискового отношения, обеспечивающего отсутствие развитой кавитации, | |||||||||
| определится по формуле: | |||||||||
| | |||||||||
| 0,466199 | |||||||||
| где | 371,39 | кН | - упор винта при расчетной скорости | ||||||
| R= | 250 | кН | - сопротивление движению судна при расчетной | ||||||
| скорости | |||||||||
| zp= | 1 | - число гребных винтов | |||||||
| t= | 0,1922 | - коэффициент засасывания | |||||||
| | |||||||||
| 146,08 | кПа | - разность давления на оси ГВ и давления | |||||||
| насыщенных паров | |||||||||
| D= | 4,935 | м | - диаметр гребного винта | ||||||
| z= | 3 | - количество лопастей ГВ | |||||||
| Минимально необходимое дисковое отношение, обеспечивающее прочность лопасти | |||||||||
| при заданной относительной толщине лопасти в самом широком месте (r=0,6R) | |||||||||
| определяется по формуле: | |||||||||
| | |||||||||
| 0,326016 | |||||||||
| где | |||||||||
| 0,2 | - относительный диаметр ступицы ГВ | ||||||||
| m= | 1,15 | - коэффициент учитывающий характер нагрузки | |||||||
| зад= | 0,085 | - задаваемая относительная толщина лопасти ГВ | |||||||
| sдоп= | 60000 | кПа | - допускаемые напряжения материала лопасти ГВ | ||||||
| (латунь ЛМцЖ55-3-1) | |||||||||
| Для расчета принимаем наиболшее, округденное до ближайшего, для которого | |||||||||
| построены диаграммы, из полученных значений дискового отношения. | |||||||||
| qрасч= | 0,5 | ||||||||
| при | z= | 3 | |||||||
4. Расчет гребного винта для оценки потребной мощности и оптимальной частоты вращения. Подбор СЭУ
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
