1.2 Расчет элементов гребного винта, скорости хода и потребной мощности силовой установки судна.

1.2.1 Предварительный выбор конструктивного типа и диаметра гребного винта, ориентировочных значений мощности и частоты вращения двигателя.

Выбор ориентировочных значений скорости хода судна и диаметра гребного винта в соответствии с рекомендациями в качестве движителя принимаем цельнолитой гребной винт. Материал изготовления гребного винта ­ бронза АЖН 9-4-4.

Для выбора значений используем диаграмму на рис.1. Ориентировочное значение скорости хода судна определяем по зависимости, приняв значениеиз соотношения:

=0,62 ·Neном

Из графика находим

Для входа в диаграмму определяем скорость в диске винта

где – коэффициент попутного потока, для грубой оценки используем формулу Тейлора:

;

;

;

Из диаграммы на рис.1 находим: ;

Проверяем выбранное значение D_ор с точки зрения расположения гребного винта за кормой в соответствии с рекомендациями:

;

D_пред> D_ор,

поэтому для дальнейших расчетов принимаем: D_ор = 8,5 м;

1.2.2 Определение коэффициентов взаимодействия гребного винта с корпусом судна.

Для определения коэффициента попутного потока _т расчётным путём одновинтовых транспортных судов может быть рекомендована формула Холтропа, которая обеспечивает достаточно хорошее совпадение с экспериментальными данными:

Где =14862 м² – смоченная поверхность корпуса судна, принимается из расчёта сопротивления;

С_v – вязкостная составляющая коэффициента полного сопротивления корпуса, определяем по формуле:

 -коэффициент продольной полноты:

Где β – коэффициент полноты мидель-шпангоута, принимаем β=0,98;

D – диаметр гребного винта; D= D_ор =8,5 м;

Полученное значение _т проверяем по формуле Э. Папмеля:

Где Δ_т – поправка на влияние числа Фруда, при Fr => 0.2 ,

Δ_т=0,1·(Fr-0,2)

Принимаем окончательно: _т =0,314;

Определяем коэффициент засасывания по формуле Холтропа:

Полученное значение проверяем:

Окончательно принимаем: t = 0,197;

Определяем коэффициент неравномерности потока в диске гребного винта по формуле:

где i₁ – коэффициент влияния на упор, принимаем i₁=1,0;

i₂ – коэффициент влияния на момент, принимаем i₂=1,0;

Определяем коэффициент влияния корпуса судна по формуле:

1.2.3 Определение числа лопастей и дискового отношения гребного винта и выбор расчетной диаграммы.

Определяем дисковое отношение гребного винта: для определения дискового отношения  используем диаграмму [2, рис. 3] и значения: n_ном =88,5 мин^-1, D_ор =8,5 м, N_{е ном} =26500 кВт;

Принимаем: =0,86;

Определяем коэффициент нагрузки гребного винта по упору для выбора числа лопастей гребного винта по формуле:

где z_p – число гребных валов, z_p=1;

_р ˂ 2,5, то в соответствии с рекомендациями раздела 4 целесообразно принять число лопастей Z=5;

Рассмотрим вариант при Z = 5

Расчетная диаграмма М4-85

1.2.4 Учет механических потерь в линии валопровода.

МО судна находится в корме, передача на винт - прямая т.о. принимаем:

КПД валопровода _вал, принимаем _вал = 0,99;

КПД передачи _пер, принимаем _пер= 1;

1.2.5 Выбор расчетного режима при проектировании гребного винта.

В соответствии с заданным типом двигателя (ГТУ) фирмы «GE». номинальной мощностью 26700 кВт ; коэффициент полноты корпуса =0,85, принимаем коэффициент увеличения частоты вращения К=1,05.

1.2.6 Расчет потребной мощности силовой установки и оптимальных элементов гребного винта, при заданной скорости хода судна.

Расчет исходных данных для определения мощности и частоты вращения силовой установки, обеспечивающей заданную скорость хода судна и оптимальных элементов гребного винта выполнен в таблице 2.1.