- •Конспект лекций
- •Содержание
- •Список сокращений
- •Введение
- •1. Поле возможных и допустимых режимов работы дизеля
- •1.1. Поле возможных режимов работы судовых дизелей
- •1.2. Поле допустимых длительных по времени нагрузок двигателя
- •1.3. Скоростные и нагрузочные характеристики дизеля
- •Вопросы к разделу 1
- •2. Режимы работы пропульсивной установки судна с вфш
- •2.1. Ходовая характеристика судна
- •2.2. Расчет и построение паспортной диаграммы судна
- •2.3. Ограничительные характеристики на паспортной диаграмме судна
- •2.4. Построение номограммы для определения пропульсивного кпд и часового расхода топлива на главный двигатель
- •Вопросы к разделу 2
- •3. Режимы работы пропульсивной установки судна с врш
- •3.1. Некоторые особенности режимов работы главного двигателя с винтом регулируемого шага
- •3.2. Расчет и построение частной паспортной диаграммы судна с винтом регулируемого шага при постоянной частоте вращения гребного винта
- •3.3. Ограничительные характеристики на паспортной диаграмме судна
- •3.4. Пример расчета и построение частной паспортной диаграммы судна с винтом регулируемого шага
- •Вопросы к разделу 3
- •4. Режимы работы пропульсивной установки судна при буксировке объектов
- •4.1. Условия работы пропульсивной установки судна при буксировке
- •4.2. Располагаемая полезная тяга гребного винта и тяговое усилие на гаке
- •4.3. Аналитическое определение полезной тяги гребного винта и тяги на гаке
- •Вопросы к разделу 4
- •5. Согласованность главного двигателя с гребным винтом
- •5.1. Выбор главного двигателя для прототипа судна
- •5.2. Оценка согласованности главного двигателя с гребным винтом
- •5.4. Корректировка элементов гребного винта для согласования его с главным двигателем
- •6. Пропульсивная установка судна с винторулевой колонкой
- •Вопросы к разделу 6
- •Список литературы
- •98309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
4.2. Располагаемая полезная тяга гребного винта и тяговое усилие на гаке
Чтобы построить зависимость изменения тягового усилил F (полезная тяга на гаке) от скорости буксировка для транспортного судна-буксировщика, необходимо знать закон изменения располагаемой полезной тяги гребного винта PеР от скорости движения судна, а также характеристику изменения сопротивления движению корпуса судна в зависимости от скорости R=f(v).
При этом под термином «располагаемая полезная тяга гребного винта PеР подразумевается предельная величина полезной тяги Ре, достижимая для данного гребного винта и ГД, работающего без перегрузки по ограничительной характеристике при Mен=const, для соответствующей скорости движения судна. Т.е. располагаемая полезная тяга гребного винта PеР — это максимально возможное значение полезной тяги гребного винта Ре для различных скоростей движения судна при условии работы двигателя с максимальной эффективной мощностью Ne без перегрузки.
Определив характеристику изменения PеР = f(υ) и зная закон изменения сопротивления корпуса судна-буксировщика R=f(v), можно вычислить величину полезного тягового усилия судна-буксировщика при различных скоростях движения как разность между располагаемой полезной тягой и сопротивлением корпуса судна (рис. 4.3):
F = PеР — R (4.1)
Рис. 4.3. Определение полезной тяги на гаке:
PеР — располагаемая полезная тяга гребного винта;
R — сопротивление корпуса судна-буксировщика;
F — полезная тяга на гаке буксировщика
Конечные точки кривой F=f(v) соответствуют условиям:
работа судна на швартовах, когда скорость движения равна нулю и соответственно, сопротивление корпуса также равно нулю; эта точка характеризует максимальную величину тяги на гаке, равную Fmах = Peш (индекс «ш» относится к режиму на швартовах);
когда PеР = R, т.е. располагаемая полезная тяга используется только для преодоления сопротивления корпуса судна-буксировщика R (для буксирных судов для этого режима — работа буксира без воза — применятся термин «легкачем»).
При этом достигается максимальная скорость хода буксира при тяге на гаке, равной нулю — F=0 (на рис. 4.3 — это точка 1).
Изменение величины сопротивления корпуса транспортах судов /?, как известно, приближенно подчиняется закону квадратичной параболы в зависимости от скорости движения судна R = аυ2, где а — постоянная для данной характеристики корпуса судна.
На паспортной диаграмме судна (ходовой характеристике) обычно наносятся графики изменения сопротивления R в зависимости от скорости и для различных условий работы судна в режимах гидродинамически легких гребных винтов, согласованных (расчетных) и тяжелых.
На паспортной ходовой диаграмме судна может быть также показано изменение располагаемой полезной тяги PеР в зависимости от скорости движения судна, полученное графическим путем, совмещая точки ограничительной характеристики режимов работы главного двигателя при различных скоростях и частотах вращения вала с таковыми на графике изменения полезной тяги Ре. На рис. 4.4 показано перенесение точек I и 2 с ограничительной характеристики ГД на соответствующие частоты вращения гребного винта графика изменения полезной тяги.
На рис. 4.4 изображены:I — располагаемая полезная тяга PеР; II — полезная тяга при расчетной винтовой характеристике главного двигателя; III — ограничительная характеристика ГД; IV — расчетная винтовая характеристика ГД. В таком случае построение графика тяговой характеристики F=f(v) осуществляется расчетом согласно выражению F = PеР — R [12].Т.к. ограничительная характеристика режимов работы ГД при постоянном номинальном крутящем моменте представляет линейную зависимость эффективной мощности Nе от скорости движения судна υ, то и располагаемая полезная тяга PеР подчиняется этому закону, что, в частности, показывает графическое решение определения PеР, изложенное выше и показанное на рис. 4.3.
Рис. 4.4. Графическое определение
располагаемой полезной тяги гребного винта