Краткие теоретические сведения
I. Определение мощности двигателя по заданным элементам судна
1) Определить буксировочную мощность, используя метод Э.Э.Пампеля.
Метод Э.Э.Пампеля основан на применении для расчета буксировочной мощности судна водоизменненной формулы
(л.с.). (2.1)
Определить
безразмерный коэффициент
по формуле
, (2.2)
где
- коэффициент, характеризующий форму
корпуса судна;
-
множитель, учитывающий влияние длины
судна и определяемый по формуле
. (2.3)
Этот
множитель учитывается только для судов
при
м; для судов с
м
берется равным единице.
Поправочный
коэффициент
учитывает влияние выступающих частей
корпуса; его величина берется в зависимости
от числа валов
Таблица 4
Число валов |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1,00 |
1,05 |
1,075 |
1,10 |
Коэффициент
определяется при помощи диаграммы Э.Э
Пампеля (рис.1) в зависимости от коэффициента
и относительной скорости
.
Коэффициент общей полноты судна определить по формуле
. (2.4)
Эффективную мощность главной установки рассчитать по формуле
(л.с.), (2.5)
где
- пропульсивный КПД (отношение буксировочной
мощности к мощности, подводимой к винту;
-
КПД валопровода, учитывающий потери на
трение в его подшипниках;
.
Пропульсивный КПД
, (2.6)
где
- коэффициент влияния корпуса;
-
КПД движителя.
На стадии предварительных расчетов мощности рекомендуется принимать следующие КПД винта движителя
Таблица 5
Типы судов |
|
Транспортные |
0,6-0,78 |
Пассажирские быстроходные |
0,55-0,7 |
Буксиры и траулеры на режиме буксирования или траления (если за расчетный режим принят свободный ход) |
0,3-0,55 |
Коэффициент влияния корпуса определяется по формуле
, (2.7)
где
- коэффициенты засасывания и попутного
потока соответственно.
Для одновинтовых судов
, (2.8)
где
коэффициент полноты корпуса
берется из общих данных по корпусу.
Коэффициент
засасывания
для одновинтового судна
, (2.9)
где
.
Для двухвинтовых
; (2.10)
. (2.11)
В процессе эксплуатации винт, вследствие обрастания корпуса, становится гидродинамически тяжелым, и заданная скорость уже не будет обеспечиваться. Поэтому при проектировании дизельных установок мощность двигателей принимают с запасом 10-15% на изменение состояния корпуса и погодных условий
И тогда уточненная мощность
, (2.12)
где
- коэффициент запаса;
.
В одновальной двухмашинной установке суммарная мощность всех главных двигателей
,
(кВт), (2.13)
где
- КПД гидромуфты (
);
-
КПД редуктора (
).
Для такой одновальной двухмашинной установки требуемая мощность одного двигателя
. (2.14)
Для
двухвальной установки для определения
мощности одного двигателя полученную
по формуле (5) мощность
следует разделить на
. (2.15)
По
полученной мощности
выбрать по справочникам тип двигателя,
записать его марку и число оборотов n
(об/мин).
II. Определить упор винта на швартовах для переднего и заднего хода.
Рассчитать мощность, подводимую к винту на переднем ходу
(кВт). (2.16)
Определить момент винта на швартовах
(кВт·с), (2.17)
где
- частота вращения, рад/с (
).
Найти упор винта на швартовах на переднем ходу
,
(кН) (2.18)
где
определить из графика (рис. 2) по аргументам
H/
Dв
и
ϑ.
Найти упор винта на швартовах на заднем ходу
,
(кН) (2.18)
где k1 и k2 определить из графиков (рис. 3, 4) по аргументам H/ Dв и ϑ.
Рис. 2 Значение коэффициента k1/k2 для переднего хода
Рис. 3 Значение коэффициента k1 для заднего хода
Рис. 4 Значение коэффициента k2 для заднего хода