19.3. Сопротивление движению судна в балласте

Методика расчета такая же как и в п. 19.1., но для рассчета принимаем новые значения водоизмещения V=310,6 м³и осадки Т=0,93 м, снятые с гидростатических кривых.

Расчет представлен в табл 19.3.1.

Табл 19.3.1. Расчет сопротивления судна в балласте

Fr	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65
v	2,445	3,259	4,074	4,889	5,296
Re	63526491	84701988	1,06E+08	1,27E+08	1,38E+08
птр	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002
тр	0,003	0,003	0,003	0,003	0,003
Rтр	3,438	5,931	9,060	12,812	14,918
пост	0,00117	0,00122	0,00151	0,00206	0,00346
k L/B	1,274	1,342	1,559	1,834	1,447
k B/T	1,000	0,989	0,988	0,988	0,817
k 	1,000	1,000	1,000	1,000	1,208
ост	0,001	0,001	0,002	0,003	0,004
Rост	1,5	2,9	6,4	14,9	23,1
R	4,9	8,8	15,5	27,7	38,1
N букс	12,0	28,7	63,2	135,4	201,5

П

Судно на мелководье

Судно на тихой, глубокой воде

Судно в балласте

R [kH]

v [м/с]

о результатам расчетов п. 19.1.-19.3. построены кривые сопротивления от скорости.

рис. 19.1. Кривые зависимости сопротивления от скорости

20. РАСЧЕТ ВИНТОВ ДЛЯ ВЫБОРА ГЛАВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

На основе экономического анализа эксплуатации признано целесообразным для выбора мощности силовой установки базироваться на данных движения судна на мелководье. Расчетное значение силы сопротивления движению судна на этой скорости – 33кН.

Необходимая сила упора движителя:

Коэффициент задания для подбора винтов:

Винты применяются четырехлопостные. Относительная ширина лопости принимается по условиям прочности:

, где

a = 0,065 для стали,m –коэффициент условий плавания, с – относительная толщина лопости,z -число лопостей,Dв – диаметр винта.

Число оборотов:

Мощность: , где_в_п=0,97

Для подбора винтов выполнен расчет ряда вариантов. Расчет представлен в Табл 20.1.

Табл 20.1. Расчет вариантов винтов

Dв	0,6	0,8	1	1,2
kd/	0,311	0,414	0,518	0,612
H/D	1,1	1,12	1,15	1,18
k	0,3	0,38	0,44	0,48
e	0,2	0,262	0,33	0,38
n	29,62	16,96	10,77	7,79
Ne	231,75	174,09	139,14	117,77
Ne*1,1	254,92	191,50	153,05	129,54

Р

Рис 20.1. Расчет вариантов винтов

Ne *1,1

Ne

Dв

Ne [кВт]

n [1/c]

езультаты расчета представлены на рисунке 20.1.

21. уточнение параметров винта по выбранному двигателю

Уточнение дискового отношения по условию отсутствия кавитации:

p=100+9,81h_оси=100+8,81*0,45=104,415 кПа

Np=Ne*_в_п=220*0,97=213,4 кВт

Подставляя все значения в выражение для дискового отношения, получим:

В проекте принято дисковое отношение 0,5, исходя из условия прочности (п.19.)

Уточненный расчет параметров винта по выбранному двигателю представлен в таблице 21.1.

Таблица 21.1- Уточненный расчет параметров винта

Величины	Единицы	Значения
v	м/с	4,4	4,81	4,47	4,71	4,58
w		0,19	0,22	0,19	0,21	0,21
t		3,55	3,78	3,63	3,71	3,63
ve=v(1-w)	м/с	0,16	0,18	0,16	0,18	0,17
	кН	17,9	27,5	19,6	24,4	22,4
		0,35	0,33	0,35	0,33	0,33
e		0,22	0,21	0,22	0,21	0,20
H/D		0,68	0,68	0,68	0,68	0,67
k		0,39	0,39	0,39	0,39	0,38
	м	0,65	0,80	0,66	0,71	0,73
	кВт	168	274	188	239	221
	м/с	4,81	4,47	4,71	4,58	4,58

Исходя из расчета, для выбранного дизеля необходим диаметр винта Dв=0,73 м

22. расчет скорости хода для основных случаев загрузки судна

В результате расчетов для судна принимается следующее оборудование:

Главный двигатель: 124СП15/18 220кВт 1500 об/мин

Гребной винт: четырехлопостной, лопости Каплана

Насадка: поворотная

Расчет достижимой скорости хода выполнен в таблице 22.1, графическое отображение результатов расчета представлено на рисунке 22.1.

Таблица 22.1- Расчет достижимой скорости хода

Величины	Ед	Числовые значения
Задаемся	м/с	0,6v (2,64)	0,8v (3,52)	v (4,4)	1,2v (5,28)
ve=v(1-w)	м/с	2,1	2,8	3,5	4,2
		0,115	0,153	0,192	0,230
Kk=f(e)		0,23	0,22	0,20	0,19
Pk=Kkn2Dв4	кН	40,8	39,0	35,5	33,7
Pe=xPk(1-t)	кН	67,6	64,7	58,8	55,8

R [kH]

Pe

Судно на мелководье

Судно на тихой, глубокой воде

Судно в балласте

v [м/с]

Рисунок 22.1- Расчет достижимой скорости хода

Расчетные скорости движения судна: на глубокой воде 5,5 м/с, на мелководье 5,2 м/с, в балласте 5,7 м/с.

23. разработка эскиза гребного винта

Исходные данные: D=0,73 м,z=4,H/D=0,7,=0,5, контур Каплана, материал – сталь.

Насадка D=0,78 м,L=0,7 м,=1,3,=1,15

Построение контура лопости.

Условная ширина:

0,153 м,

где r=0,0835D=0,061 м

Максимальная ширина: b_max=1,1*b=1,1*0,153=0,168 м

Распределение размеров винта по радиусам представлены в таблице 23.1.

Т

r – относительный радиус,ri – радиус[м],b1,b2 – половина ширины лопости[м],

b3 –толщина лопости [м].

аблица 23.1-Распределение размеров винта по радиусам

r	ri	b1,b2	b3
0,200	0,073	0,057	0,042
0,300	0,110	0,066	0,048
0,400	0,146	0,073	0,053
0,500	0,183	0,078	0,056
0,600	0,219	0,082	0,061
0,700	0,256	0,084	0,065
0,800	0,292	0,084	0,069
0,900	0,329	0,081	0,071
0,950	0,347	0,075
1,000	0,365	0,050	0,050

Радиусы скругления r1=0,018 м, r2=0,029 м.

Эскиз гребного винта изображен на рисунке 23.1.

24. расчет массы винта

Расчет массы винта ведется по формуле:

где - плотность стали (7,81т/м³)

D– диаметр винта

b_m – ширина лопости на радиусе 0,6

d₀ – диаметр ступицы

e – толщина лопости на радиусе 0,6

l₀– длина ступицы