- •1. Общие положения
- •Предварительный выбор конструктивного типа и диаметра гребного винта, ориентировочных значений мощности, частоты вращения двигателя и (или) скорости хода судна.
- •Определение коэффициентов взаимодействия гребного винта с корпусом судна.
- •Определение числа лопастей, дискового отношения и выбор расчетной диаграммы.
- •4.1. Выбор числа лопастей гребного винта.
- •4.2. Выбор дискового отношения.
- •4.3. Расчетные диаграммы для определения оптимальных элементов гребного винта.
- •7. Расчет оптимальных элементов гребного винта.
- •7.1. Расчет гребного винта, обеспечивающего наибольшую скорость судна при заданной мощности и частоте вращения двигателя (курсовая работа).
- •7.2. Расчёт гребного винта, обеспечивающего наибольшую скорость судна, при заданных мощности и частоте вращения и ограниченном диаметре.
- •7.3. Расчёт потребной мощности силовой установки и оптимальных элементов гребного винта, при заданной скорости судна (дипломный проект).
- •Проверка гребного винта на кавитацию.
- •9. Конструктивные элементы гребного винта.
- •Расчёт паспортных характеристик и построение паспортной диаграммы.
- •Выбор конструктивного типа движителя, ориентировочных значений скорости хода судна и диаметра гребного винта.
- •2. Определение коэффициента взаимодействия гребного винта с корпусом судна.
- •Определение числа лопастей и дискового отношения гребного винта и выбор расчетной диаграммы.
- •Выбор расчетного режима при проектировании гребного винта.
- •Расчет оптимальных элементов гребного винта, обеспечивающих максимальную скорость при заданной мощности и частоте вращения двигателя.
- •Проверку гребного винта на кавитацию проводим по формуле:
- •Конструктивные характеристики гребного винта.
- •Расчет паспортных характеристик и построение паспортной диаграммы.
- •Выбор схемы главного тока гэу (структурная электричская схема гребной электрической установки) и структурной схемы системы автоматического управления гэу.
Предварительный выбор конструктивного типа и диаметра гребного винта, ориентировочных значений мощности, частоты вращения двигателя и (или) скорости хода судна.
На первой стадии выполнения расчета оптимальных элементов гребного винта необходимо принять те его геометрические элементы, которые определяются, главным образом, требованиями прочности и вибрации, а также другими общепроeктными соображениями, т.е. выбрать конструктивный тип гребного винта (Со съемными лопастями или цельнолитой), относительный диаметр ступицы и ориентировочное значение диаметра.
Выбор ориентировочного значения диаметра и частоты вращения гребного винта.
Правильный выбор на начальной стадии проектирования диаметра гребного винта и частоты вращения гребного вала, согласующихся с размерами корпуса, заданной скоростью хода или мощностью силовой установки, играет важную роль в достижении высоких ходовых качеств судна и исключении его повышенной вибрации.
При решении этого вопроса может быть использована номограмма для предварительного определения оптимальной частоты вращения и диаметра гребного винта в зависимости от мощности силовой установки и скорости обтекания гребного винта (рис. 1)[3].
При решении проектно-эксплуатационной задачи (дипломный проект), когда задана скорость хода судна номограмма используется для определения ориентировочных значений частоты вращения вала, мощности двигателя и диаметра гребного винта.
В этом случае для входа в номограмму в первом приближении находят:
- скорость обтекания гребного винта, уз.;
, (2.1)
где - коэффициент попутного потока.
Для определения значения на этой стадии расчета может быть использована приближенная формула Тейлора:
для одновинтовых судов (2.2)
для двух винтовых судов (2.3)
Ne oр - ориентировочное значение мощности силовой установки, кВт, определяется по соотношению:
(2.4)
где EPS – буксировочная мощность, определенная в расчете ходкости при (снимается с графика );
η - пропульсивный коэффициент, значение которого на данной стадии расчета выбирается исходя из следующих рекомендаций:
Для судов, у которых коэффициент общей полноты δ ≥ 0,74 –
Для судов с δ ≤ 0,74 -
На номограмме соответствующей найденному значению , по точке пересечения кривой n со значением Ne oр находят значение оптимальной частоты вращения nop . Таким же путем по кривым D определяется ориентировочный диаметр гребного винта.
Рис.1. Номограмма для предварительного определения оптимальной частоты вращения и диаметра гребного винта в зависимости от мощности судовой установки и скорости обтекания гребного винта
Найденные значения nop, D op , Ne oр являются приближенными и подлежат уточнению при окончательном расчете оптимальных элементов гребного винта.
Определенная по номограмме частота вращения nop гребного винта заданного диаметра для одновинтовых судов является предельно большой. На последующих стадиях расчета при окончательном выборе Ne ном и n ном силовой установки рекомендуется уменьшать частоту вращения по сравнению с nop на 5 – 15%.
Для двухвинтовых быстроходных судов n ном рекомендуется выбирать из диапазона (1,0÷1,15) nop.
При решении эксплуатационной задачи (курсовая, контрольная работа) при заданных Ne ном и n ном номограмма используется только для определения ориентировочного значения диаметра гребного винта. В этом случае для входа в диаграмму находят ориентировочное значение скорости хода судна , которое снимают с графика по значению , где η- пропульсивный коэффициент, который на данном этапе расчета выбирается в соответствии с рекомендациями к формуле (3.4). Далее по формуле (2.1) находят значение и с номограммы рис.1 по значениям и Ne ном на кривых D определяют значение Dop.
Размещение гребного винта за корпусом судна.
Полученное в соответствии с рис.1 значение диаметра Dop гребного винта необходимо сравнить с осадкой судна и оценить возможность его размещения за корпусом. При отсутствии теоретического чертежа можно воспользоваться следующими рекомендациями для установления предельного (максимально допустимого по уровням расположения винта в кормовом подзоре судна) диаметра гребного винта:
- для одновинтовых судов ;
- для двухвинтовых судов .
По технологическим соображениям не следует принимать диаметр гребного винта более 11 м.
В случае, если , то окончательное значение диаметра гребного винта подлежит уточнению на последующих стадиях расчета. Если , то в дальнейшем диаметр гребного винта следует принять равным Dпред и считать заданным, а значения nop , Ne oр или (в зависимости от типа задачи) нужно уточнить по номограмме (рис.1) при
D = Dпред.