Раздел 2. Расчет параметров винта и потребной мощности двигателя

Необходимые для расчета исходные данные:

• Максимально допустимый диаметр винта

D_max=0.8·T=2;

• Число винтов Z_P =2 в случае, если отношение B/ D_max > 6.5, если B/ D_max <6.5 Z_P =1; число винтов 1;

• Расчетное сопротивление R_K снимается с кривой буксировочного сопротивления в соответствии со значением расчетной скорости движения судна V_K;

• Коэффициент попутного потока вычисляется по формуле

w  =0,121;

• Коэффициент засасывания вычисляется по формуле

t_k  0.7  w_K  0.06 = 0,144;

• Коэффициент влияния корпуса вычисляется по формуле

0,973;

• Номинальная скорость потока, набегающего на гребной винт

V_A  V_K (1  w_K) = 5,132;

• Упор движителя

31,7;

• Кпд упорного подшипника η_B=0,95;

• Кпд зубчатого редуктора η_r=0,97.

Данные, необходимые для выбора расчетной диаграммы:

• Коэффициент нагрузки винта по упору

0,769;

• Если коэффициент нагрузки винта по упору C_TA>2, то должна быть выбрана диаграмма для гребного винта в насадке, в ином случае – диаграмма для открытого гребного винта;

• Дисковое отношение выбирается наименьшим из возможных;

• Число лопастей Z принимается произвольно, z = 4.

Таблица 3. Расчет потребной мощности при неограниченном диаметре винта.

Таблица 4. Расчет потребной мощности винта максимально допустимого диаметра

• Коэффициент упора-частоты ;

• Относительная поступь оптимального винта J_opt определяется по диаграмме Папмеля в зависимости от коэффициента упора-частоты K_NT;

• Диаметр оптимального винта определяется по формуле ;

• Шаговое отношение Pp/D определяется по диаграмме Папмеля в зависимости либо от коэффициента упора-частоты K_NT (табл.3), либо в зависимости от коэффициента упора KT и относительной поступи J_P (табл.4);

• Коэффициент полезного действия винта в свободной воде η₀ определяется по диаграмме Папмеля в зависимости либо от коэффициента упора-частоты K_NT (табл.3), либо в зависимости от коэффициента упора K_T и относительной поступи J_P (табл.4);

• Минимальная потребная мощность рассчитывается по формуле ;

• Коэффициент упора , где D_p=D_max;

Относительная поступь вычисляется по формуле .

По полученным данным подобран двигатель BMWPPMGY250 мощностью 330 кВт, числом оборотов 1500 об/мин и коэффициентом редукции 6,25 и КПД 45%.

Раздел 3. Проверка правильности выбора дискового отношения

Прочность гребного винта будет достаточной, если величина дискового отношения больше значения, вычисляемого по формуле:

где

• =0,05 (для нержавеющей стали);

• =1,15 (для грузовых и пассажирских судов).

Гребной винт не будет кавитировать, если величина дискового отношения больше значения, вычисляемого по формуле:

где

• =1,013 (Па)

• =1,74 (Па) при 15^оС

• =1,013

• =T , м

• 9,81 м/с²

Выбранный винт удовлетворяет всем условиям, поэтому при выполнении последующих разделов не следует использовать диаграмму для винтов с большим дисковым отношением.