- •1. Введение
- •2. Определение характеристик движителя
- •2.1. Определение силы сопротивления движению судна.
- •2.2. Определение диаметра винта (д).
- •2.3. Расчет для основного режима движения судна коэффициентов попутного потока и засасывания, а также скорости воды перед движителем и силы его полного упора.
- •2.3.1. Расчет показателей (Wо, tо, vро, То) для ов.
- •2.3.2. Расчет показателей для комплекса вн.
- •2.4. Определение частоты вращения гребного вала и необходимой мощности двигателя.
- •2.5. Выбор главного двигателя.
- •3. Определение показателей двигателя
- •3.1. Постановка задачи.
- •3.2. Расчет ограничительной характеристики дизеля
- •3.3. Определение относительных динамических характеристик движителя.
- •3.3.1. Расчет Ке для ов (табл. 3.2).
- •3.3.2. Расчет Ке для вн (табл. 3.3).
- •4. Расчет кривых действия движителей
- •4.3. Представление кривых действия движителей на паспортной диаграмме судна.
- •5. Применение графика
- •Судовые дизели Отечественные двигатели
2.3.2. Расчет показателей для комплекса вн.
Коэффициент попутного потока при использовании комплекса ВН определяется по формуле
, |
(2.2) |
где |
, Д, V |
– |
смотри пояснения к формуле (2.1); |
|
а = 0,043 |
– |
коэффициент; |
|
q = 1 |
– |
для движителя в ДП; |
|
q = 2 |
– |
для бортового движителя. |
Скорость воды перед комплексом ВН находится с использованием полученного значения попутного потока и заданной скорости хода суднапо формуле
, м/с.
Расчет коэффициента засасывания (tко) и силы полного упора ВН (Тко) выполняется методом последовательных приближений по следующей схеме.
Первое приближение.Исходное значение коэффициента засасыванияпринимается равным полученному значению коэффициента попутного потока, т.е.. Затем, в первом приближении, рассчитываются значения упора комплексаи коэффициента нагрузки ВН по упорупо формулам:
, |
(2.3) |
, |
(2.4) |
где |
, |
– |
постоянный сомножитель; |
|
Ro |
– |
сила сопротивления движению судна, кН, при скорости vо; |
|
х, Д |
– |
количество винтов и его диаметр, м; |
|
= 1 т/м3 |
– |
плотность пресной воды; |
|
|
– |
полученное значение скорости воды перед ВН, м/с. |
С использованием находится значение относительного коэффициента нагрузки по формуле
, |
(2.5) |
где |
|
– |
значение коэффициента расширения насадки, входящей в состав комплекса ВН (указано на выбранной расчетной диаграмме для ВН). |
Полученное значение , а также величина коэффициента попутного потока(см. п. 2.3.2), используются для определения уточненного значения коэффициента засасыванияпо графику рис. 2.2.
В заключение первого приближения следует сопоставить исходное значение коэффициента засасывания и полученное в итоге первого приближения –. Если абсолютная величина относительной разницы между ними, т.е.превысит 1% необходимо выполнить второе приближение.
Рис. 2.2. К определению коэффициента засасывания корпуса судна:
а) при обычных обводах кормы; б) при тоннельных обводах кормы
В случае 1% принимаются в качестве окончательныхследующие значения:
и
Второе приближение.Во втором приближении, в итоге, находятся уточненные значения коэффициента засасыванияи силы упора ВН.
Для этого по формуле (2.3), с использованием значения , находится, а по формуле (2.4), с использованием, определяется. Значение коэффициента засасыванияснимается с графика рис. 2.2 с использованием известного значенияи полученного по формулеотносительного коэффициента нагрузки.
В заключение второго приближения необходимо определить разницу между и, т.е. величину. Если1%, то в качестве окончательных,принимаются:
и.
При 1% необходимо выполнить следующее приближение по схеме второго приближения; при этом вначале используется значение.
2.4. Определение частоты вращения гребного вала и необходимой мощности двигателя.
Расчет значений ивыполняется для основного эксплуатационного режима движения судна. Схема расчета является единой для ОВ и ВН; при этом необходимо учитывать, что для ВН иОВ используются разные индексы к обозначениям ряда показателей.
Исходные показатели к расчетам:
|
– сила полного упора ОВ (ВН), кН; |
|
– скорость воды перед ОВ (ВН), м/с; |
Д |
– диаметр винта, м; |
= 1,0 т/м3 |
– плотность пресной воды; |
вал = 0,970,98; ред = 0,950,97 |
– к.п.д. валопровода и редуктора соответственно. |
Для расчета ивначале необходимо определить ряд показателей, которые снимаются с принятой «корпусной» диаграммы по ОВ (рис. 2.3) или по ВН (рис. 2.4). В диаграмму «входят» с использованием значения коэффициента(для ОВ) или(для ВН) полученного по формуле
С диаграммы (рис. 2.3 или рис. 2.4) снимаются:
– относительная поступь винта (– для ОВ;– для ВН);
– гидравлический к.п.д. движителя (р– для ОВ;е– для ВН);
– шаговое отношение (Н/Д).
Частота вращения гребного вала и минимальная необходимая мощность на выходном фланце главного двигателя для принятого основного режима движения судна определяются с использованием снятых с диаграммы показателей по формулам
Рис. 2.3. Зависимости H/D, p, p от для серии открытых гребных винтов с z = 4, = 0,55. (Исходная диаграмма в альбоме: см. «Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания». Приложение. Рис. VI) |
|
Рис. 2.4. Зависимости H/D, к , е от т для серии винтов в насадке с z = 4, = 0,58; = 1,12. (Исходная диаграмма в альбоме: см. «Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания». Приложение. Рис. XIV) |
,,, кВт ,
где |
вал, ред |
– |
к.п.д. валопровода и редуктора соответственно. |