- •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.
4.3. Аналитическое определение полезной тяги гребного винта и тяги на гаке
Можно решить задачу определения располагаемой полезной тяги PеР аналитически, для этого необходимо найти величину PеР хотя бы при двух значениях скорости движения судна v.
В паспортных данных судна или в отчетах проведенных теплотехнических испытаний обычно указываются параметры эксплуатационного расчетного режима движения судна в полном грузу с определенной скоростью v1, частотой вращения гребного винта п1, развиваемой ГД мощностью Ne1.
Используя эти данные, можно определить величину располагаемой полезной тяги PеР1 для этого режима (индекс 1), когда вся располагаемая полезная тяга гребного винта затрачивается на преодоление сопротивления движению корпуса судна, т.е. PеР1=R.
Для определения величины полезной тяги ре воспользуемся формулой из теории движителей:
t = 0,60(1 + 0,67ω) ω — для одновинтовых судов;
t = 0,80(1 + 0,25 ω) ω — для двухвинтовых, судов.
Величину коэффициента попутного потока ω определяют по следующим выражениям:
ω = 0,5δ - 0,05 — для одновинтовых судов;
ω = 0,55δ - 0,2 — для двухвинтовых судов.
Здесь δ — коэффициент полноты корпуса
δ = V/(LBT)
Взяв необходимые данные из паспорта судна или из результатов теплотехнических испытаний, определяем первое значение располагаемой полезной тяги PеР1, используя выше приведенные выражения и формулы. В то же время эта величина равняется сопротивлению движения корпуса судна R1 при данной скорости υ1, т.е. PеР1 = R1. Учитывая известную квадратичную зависимость изменения сопротивления корпуса судна, от скорости R=av2, находим постоянную а для этой зависимости а= R1/ v12.
Теперь мы можем рассчитать и построить график изменения сопротивления корпуса судна в зависимости от скорости R=f(v) по формуле R = =v2.
Для нахождения второго значения PеР2 (вторая точка на графике) необходимо взять данные режима работы ГД на ограничительной характеристике — его мощность Nе2 и частоту вращения n2 при скорости движения судна υ2. Т.к. ограничительная характеристика режимов работы ГД предусматривает постоянство крутящего момента Me1=const, то соответствующая мощность Ne2 при n2 определяется из выражения Ne2 = Ne1 (n2 / n1 ). Для частоты вращения п2 на ограничительной характеристике по ходовой диаграмме находим скорость движения судна v2 (см. рис. 4.1).
Тогда расчет величины располагаемой полезной тяги PеР2 для этой скорости v2 производим аналогично вышеприведенному расчету для скорости v1. Графическое отображение этих расчетов показано на рис. 4.5 [4].
Рис. 4.5. К определению располагаемой тяги на гребном винте:
I — PеР — располагаемая полезная тяга;
II — сопротивление корпуса судна-буксировщика R;
PешР — располагаемая полезная тяга на швартовах
Обозначим отношение разностей известных величин полезной тяги к разности скоростей движения судна через b:
Рис. 4.7. Графики зависимостей величин Q, R, PеР, F, f от скорости хода судна v:
PеР — располагаемая полезная тяга;
R — сопротивление корпуса судна;
F — тяга на гаке;
Q — сопротивление буксируемого объекта;
f — приведенная тяга на гаке;
q — приведенное сопротивление