- •2 Определение водоизмещения и главных размерений судна
- •2.1 Определение водоизмещения в первом приближении
- •2.2 Определение главных размерений в первом приближении
- •2.3 Определение высоты двойного дна и ширины между бортом и пространством
- •2.4 Расчет нагрузки судна в первом приближении
- •3 Разработка эскиза общего расположения судна
- •3.1 Расчет координат центра тяжести судна
- •4 Обеспечение остойчивости при проектировании судна
- •4.1 Расчет начальной метацентрической высоты
- •4.2 Расчет диаграмма статической остойчивости
- •4.3 Расчет динамически приложенного кренящего момента
- •4.4 Проверка остойчивости по критерию погоды
- •5 Проектирование теоретического чертежа
- •5.2 Проектирование шпангоутов, ватерлиний и батоксов
- •6 Расчет гидростатических характеристик судна
- •6.1 Расчет элементов ватерлиний
- •7 Расчет вместимости судна
- •8 Расчет посадки судна и характеристик начальной остойчивости в различных состояниях нагрузки
- •8.1 Расчет посадки судна в полном грузу
- •8.2 Балластировка судна и расчет посадки судна в балласте
- •9 Проверка непотопляемости судна
- •10 Расчеты сопротивления движения судна
- •10.1 Расчёт сопротивления движению судна в полном грузу на тихой глубокой воде
- •10.2 Расчёт сопротивления воды в балластном переходе
- •10.3 Расчёт сопротивления воды на мелководье
- •11 Проектирование гребных винтов
- •11.1 Расчёт гребного винта перед выбором главного двигателя
- •11.2 Расчет оптимального гребного винта и достижимой скорости хода
- •11.3 Ходовые характеристики судна
- •11.4 Чертеж гребного винта
- •12 Конструкция и прочность корпуса судна
- •12.1 Выбор шпации системы набора и материала корпуса
- •12.2 Конструктивная схема мидель-шпангоута
- •12.3 Внешние нагрузки на корпус судна со стороны моря
- •12.4 Нагрузки от перевозимого груза
- •12.5 Размеры листовых элементов обшивки корпуса и настилов
- •12.5.1 Толщина наружной обшивки борта и днища
- •12.5.2 Толщина настила второго дна
- •12.5.3 Толщина настила палубы
- •12.6 Размеры элементов конструкции двойного дна
- •12.7 Набор бортовых перекрытий с двойным бортом
- •12.8 Набор палубы
- •12.9 Конструкция комингса
- •13 Обеспечение продольной прочности судна
- •13.1 Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой воде
- •14 Общесудовая спецификация
- •14.1 Основные данные
- •14.1.1 Общие сведения
- •14.1.2 Основные характеристики судна
- •14.1.3 Мореходные качества
- •14.1.4 Комплектация и размещение экипажа
- •14.1.5 Общее расположение и архитектура
- •14.1.6 Предотвращение загрязнения окружающей среды
- •14.2 Корпус
- •14.2.1 Общие сведения
- •14.2.2 Спецификация по основному корпусу
- •14.2.2.1 Набор второго дна
- •14.2.2.2 Набор бортовых перекрытий
- •14.2.2.3 Набор палубных перекрытий
- •14.3 Судовые устройства
- •14.3.1 Рулевое устройство
- •14.3.2 Якорное устройство
- •14.3.3 Швартовное и буксирное устройство
- •14.3.4 Спасательное устройство
- •14.4 Судовые системы
- •14.4.1 Осушительная система
- •14.4.2 Балластная система
- •14.5 Энергетическая установка
- •14.5.1 Общие сведения
- •14.5.2 Валопровод и гребные винты
- •14.5.3 Вспомогательные механизмы
- •14.5.4 Система теплоснабжения
- •14.6 Принципиальная технология постройки судна
- •Заключение
- •Список используемой литературы
11 Проектирование гребных винтов
11.1 Расчёт гребного винта перед выбором главного двигателя
Для предварительного расчёта гребного винта примем число лопастей равным z = 4 и дисковое отношение θ =0.70.
Коэффициент попутного потока равен:
.
Коэффициент засасывания равен:
.
Расчётная скорость винта равна:
м/с.
Упор винта равен:
, гдех – число винтов.
кН.
Предварительный расчёт винта приведён в таблице 11.1.
Таблица 11.1 – Предварительный расчёт винта
Величина, формула |
Ед. изм. |
Численные значения | |||||
Диаметр винта, D |
м |
1.92 |
2.24 |
2.56 |
2.88 |
3.2 |
3.52 |
Коэффициент упора диаметра |
– |
0.56 |
0.65 |
0.74 |
0.84 |
0.93 |
1.02 |
Относительная поступь, |
– |
0.27 |
0.31 |
0.36 |
0.40 |
0.44 |
0.48 |
Шаговое отношение, |
– |
0.73 |
0.78 |
0.80 |
0.84 |
0.87 |
0.90 |
Расчётный к.п.д., |
– |
0.35 |
0.39 |
0.42 |
0.46 |
0.49 |
0.52 |
Частота вращения гребного винта |
об/с |
7.52 |
5.62 |
4.23 |
3.39 |
2.77 |
2.31 |
Пропульсивный коэффициент |
– |
0.4 |
0.45 |
0.48 |
0.53 |
0.56 |
0.60 |
Мощность одного главного двигателя k= 1,15 |
кВт |
2502 |
2224 |
2085 |
1888 |
1787 |
1668 |
Диаграмма для подбора главного двигателя приведена на рисунке 11.1
Рисунок 11.1 – Диаграмма для подбора главного двигателя
11.2 Расчет оптимального гребного винта и достижимой скорости хода
В проекте по СЭУ в качестве главного двигателя подобран Wartsila 6L26A с редуктором.
Номинальная мощность главного двигателя – Ne = 1860 кВт;
Номинальная частота вращения – n = 900 об/мин = 15 об/с;
Передаточное отношение редуктора на переднем ходу – i = 5.6.
Оптимальный гребной винт рассчитывается в таблице 11.2.
Таблица 11.2 – Расчет оптимального гребного винта
№ |
Величина, формула |
Единицы измерения |
Численные значения |
1 |
Скорость хода, |
м/с |
6.25 |
2 |
Расчетная скорость, |
м/с |
3.95 |
3 |
Расчетная мощность, |
кВт |
1537 |
4 |
Вспомогательный коэффициент |
- |
1.58 |
5 |
Относительная поступь, |
- |
0.41 |
6 |
Шаговое отношение, |
- |
0.7 |
7 |
Расчётный к.п.д., |
- |
0.51 |
8 |
Пропульсивный коэффициент |
- |
0.58 |
Продолжение таблицы 11.2 | |||
9 |
Оптимальный диаметр |
м |
3.48 |
10 |
Мощность одного главного двигателя |
кВт |
1826 |
Так как расхождение между потребной мощностью из таблицы 12.2 и номинальной мощностью главного двигателя менее 3%, то последнее приближение в таблице 12.2 считается расчетным. Оптимальный диаметр и шаговое отношение равны соответственно и . При этом достижимая скорость хода составляет 12.2 узла.