- •Содержание
- •Глава 1 характеристики корпуса судна…………………………………..7
- •Глава 2 плавучесть судна………………………………………………..……15
- •Глава 3 начальная остойчивость судна……………………………. 26
- •Глава 4 остойчивость при больших углах крена………………….…37
- •Глава 5 нормирование остойчивости судов…………………………46
- •Глава 6 непотопляемость судна…………………………………………56
- •6.7 Обеспечение непотопляемости судов………………………………………………60
- •Глава 7 прочность корпуса судна………………………………………….65
- •Глава 8 сопротивление воды движению судна………………………80
- •Глава 9 судовые движители…………………………………………………..88
- •Глава 10 качка судов…………………………………………………………...101
- •Глава 11 управляемость судна…………………………………………….114
- •Условные обозначения основных величин
- •Глава 1 характеристики корпуса судна
- •Геометрия корпуса судна
- •Главные плоскости, система координат
- •Главные размерения и коэффициенты полноты корпуса
- •1.1.3 Теоретический чертеж судна
- •Технико — эксплуатационные характеристики судна
- •1.2.1 Весовые (массовые) характеристики судна
- •1.2.2 Объемные характеристики судна
- •1.2.3 Регистровая вместимость судов
- •1.2.4 Эксплуатационные характеристики судов
- •Глава 2 плавучесть судна
- •Силы, действующие на судно
- •Посадка судна
- •Запас плавучести и грузовая марка
- •Марки углубления и осадка судна
- •Судовая документация для расчета водоизмещения
- •Расчет водоизмещения судна
- •Изменение осадки судна при приеме и снятии груза
- •Изменение осадки судна при переходе в воду другой плотности
- •Глава 3 начальная остойчивость судна
- •Понятие остойчивости судна
- •3.2 Элементы остойчивости
- •3.3 Влияние переноса груза на посадку судна
- •3.4 Влияние на остойчивость подвешенных и жидких грузов
- •3.8 Влияние свободной поверхности жидкого груза
- •3.5 Изменение посадки и остойчивости судна при приеме и снятии груза
- •Глава 4 остойчивость при больших углах крена
- •Плечи статической остойчивости, формы и веса
- •4.2 Диаграмма статической остойчивости и ее параметры
- •Универсальные дсо (удсо)
- •Динамическая остойчивость судна и ддо
- •Решение задач о статической остойчивости на дсо
- •Решение задач о динамической остойчивости на дсо
- •Глава 5 нормирование остойчивости судов
- •Предварительный контроль остойчивости (1 этап)
- •Проверка остойчивости судна по дсо (2 этап)
- •Методы расчета критериев остойчивости судна
- •5.4 Информация об остойчивости и прочности для капитана
- •Глава 6 непотопляемость судна
- •6.1 Понятие непотопляемости судна
- •6.2 Категории затапливаемых отсеков
- •6.3 Коэффициенты проницаемости
- •6.4 Методы расчета аварийной посадки судна
- •6.5 Требования к элементам аварийной посадки и остойчивости судна
- •6.6 Информация об аварийной посадке и остойчивости судна
- •6.7 Обеспечение непотопляемости судов
- •6.8 Типовые случаи спрямление поврежденного судна
- •Глава 7 прочность корпуса судна
- •7.1. Силы и моменты, действующие на корпус судна на тихой воде
- •7.2 Дополнительные силы и моменты
- •7.3 Нормирование общей прочности по правилам рс
- •7.4 Контроль общей прочности в рейсе
- •7.4.1 Контроль прочности по приближенным формулам
- •Контроль прочности по диаграммам
- •7.4.3 Контроль прочности по судовой компьютерной программе
- •7.5 Контроль местной прочности судна
- •7.6 Судостроительные материалы
- •Глава 8 сопротивление воды движению судна
- •8.1 Понятие ходкости судна
- •8.2 Сопротивление воды и его составляющие
- •8.3 Методики расчета полного сопротивление
- •8.4 Приближенные способы определения сопротивления и буксировочной мощности
- •8.5 Методы снижения сопротивления воды
- •3) Подогревом или введением в жидкость пузырьков воздуха;
- •Глава 9 судовые движители
- •9.1 Классификация судовых движителей
- •9.2 Элементы гребного винта
- •9.3 Характеристики гребного винта
- •9.4 Режимы работы гребного винта
- •9.5 Диаграммы для расчета гребного винта
- •9.6 Взаимодействие гребного винта и корпуса судна
- •9.7 Кавитация гребных винтов
- •9.8. Совместная работа винта, двигателя и корпуса судна
- •9.9 Ходовые характеристики и паспортные диаграммы
- •Глава 10. Качка судов
- •10.1 Действующие силы и виды качки
- •10.2 Параметры и последствия качки
- •10.3 Качка судна на тихой воде
- •10.4 Качка судна на волнении
- •10.5 Качка судна на регулярном волнении
- •10.6 Влияние курса и скорости хода на качку судна
- •10.7 Нерегулярное волнение
- •10.8 Успокоители качки
- •Пассивные успокоители.
- •Активные успокоители
- •Глава 11 управляемость судна.
- •11.1 Основные понятия управляемости
- •11.2 Периоды и элементы циркуляции судна
- •11.3 Средства активного управления судном
- •Литература
9.7 Кавитация гребных винтов
Нарушение сплошности жидкости, сопровождающееся образованием полостей, заполненных паром и газом, носит название кавитации. Кавитация возникает в результате понижения давления, происходящего в процессе обтекания жидкостью твердых тел, движущихся с большими скоростями. Понижение давления приводит к появлению растягивающих напряжений и нарушению прочности жидкости.
С увеличением частоты вращения возрастает упор судового движителя в следствие возрастания давления на нагнетательной стороне лопасти и понижения давления до величины насыщенного пара на засасывающей стороне.
В этом случае вода вскипает и на засасывающей поверхности образуются пустоты, заполняющиеся парами воды и газами, которые Наличие этих пустот, или, как их называются кавитационными кавернами и существенно изменяет условия обтекания лопасти. Каверны в жидкости имеют различные размеры и формы, которые и определяют вид и степень развития кавитации.
Известны следующие основные виды кавитации:
Вихревая, представляющая собой отдельные пузырьки или сплошные кавитационные области в ядрах свободных вихрей, образующихся при обтекании винтов на краях лопастей;
Профильная пузырчатая, имеющая вид отдельных почти сферических пузырьков, образующихся у передней кромки лопасти и перемещающихся по ее поверхности, схлопываясь у задней кромки.
Пленочная кавитация представляет собой сплошную полость без отдельных пузырьков. Возможен периодический переход пленочной кавитации в пузырчатую и обратно.
Вопрос о том, в каких случаях возникает та или иная форма кавитации окончательно не решен, можно лишь отметить, что для начальной стадии кавитации наиболее характерны вихревая и пузырчатая формы, которые затем переходят в пленочную.
Экспериментальные исследования кавитации гребных винтов показывают, что кавитация начинается у края лопасти и распространяется по направлению к ступице узкой полосой по входящей кромке засасывающей поверхности лопасти авиационного профиля, и в районе наибольшей толщины, если профиль сечения сегментный. Такая картина соответствует первой стадии кавитации винта.
Хотя гидродинамические характеристики винта практически не меняются, но пузыри схлопываются, вызывая кавитационную эрозию, вследствие чего лопасти теряют прочность.
При дальнейшем возрастании скорости наступает вторая стадия кавитации, когда каверна захватывает всю засасывающую поверхность лопасти, и поэтому эрозия отсутствует, но существенно меняются гидродинамические характеристики винта и резко падает его КПД.
Для того чтобы не возникала кавитация, гребной винт должен работать на ходовом режиме при числе оборотов, на 10-15% меньше, чем.
Для устранения последствий, связанных с первой стадией кавитации, стремятся устранить или отдалить ее появление, путем увеличения дискового отношения θ и изменяя профиль сечения лопастей. Полностью устранить первую стадию кавитации не удается, поэтому выбирают дисковое соотношение, исключающее появление второй стадии кавитации.
Гребные винты с толстыми лопастями более подвержены кавитации.
Чем глубже погружен винт, тем меньше вероятность его кавитации, так как давление столба жидкости увеличивается с ростом глубины погружения.
Последствия кавитации приводят к ухудшению пропульсивных качеств, разрушению лопастей, эрозии, шуму и вибрации гребного винта.