ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА
ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О.МАКАРОВА»
Кафедра судостроения
Проектирование гребного винта
Курсовой проект по Теории корабля
Выполнил:
студент группы СМ - 31
Чернов Н. Е.
Проверил: Васильева А.Б
Дата сдачи
Дата проверки
Оценка
Санкт-Петербург
2022
Введение
Цель курсового проекта: выбор и согласование двигателя и движителя судна.
Вариант №77
Исходные данные:
L=44 м
B=7,5 м
T=1,24 м
CB=0,6
Vk=5,5 м/c
1. Расчет буксировочного сопротивления на тихой глубокой воде
Таблица 1 Расчет буксировочного сопротивления судна
Скорость движения судна, м/с |
V |
1,1 |
2,2 |
3,3 |
4,4 |
5,5 |
6,6 |
Число Рейнольдса |
Re |
30828025,48 |
61656050,96 |
92484076,43 |
123312101,91 |
154140127,39 |
184968152,87 |
Число Фруда |
Fn |
0,05 |
0,11 |
0,16 |
0,21 |
0,26 |
0,32 |
Коэффициент сопротивления трения |
Cf0 |
0,00249 |
0,00224 |
0,00211 |
0,00202 |
0,00196 |
0,00191 |
Базовое значение коэффициента пропорциональности |
k' |
1,10 |
1,10 |
1,10 |
1,10 |
1,10 |
1,10 |
Надбавка на влияние L/B к вязкостному сопротивлению |
Δk |
-0,025 |
-0,025 |
-0,025 |
-0,025 |
-0,025 |
-0,025 |
Коэффициент вязкостного сопротивления |
Csk |
0,00320 |
0,00293 |
0,00279 |
0,00270 |
0,00263 |
0,00258 |
Базовое значение коэффициента волнового сопротивления |
C`w |
0,01 |
0,01 |
0,10 |
0,25 |
0,60 |
1,70 |
Надбавка на влияние L/B к волновому сопротивлению |
ΔCw |
0,01 |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
Поправочный множитель, учитывающий влияние В/Т |
kB |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
Коэффициент волнового сопротивления |
Cw |
0,0000200 |
0,0000600 |
0,0002000 |
0,0004000 |
0,0008000 |
0,0019500 |
Сопротивление судна, кН |
R |
0,57 |
2,12 |
4,77 |
8,80 |
15,22 |
28,93 |
2. Расчет параметров винта и потребной мощности двигателя.
Необходимые для расчета исходные данные:
Максимально допустимый диаметр винта Dmax=0.8·T=0,992м
Число винтов ZP =2, так как отношение B/ Dmax= 7,56 >6.5,
Расчетное сопротивление RK =15,22 кН при Vk=5,5 м/с
Коэффициент
попутного потока:
Коэффициент
засасывания:
Коэффициент
влияния корпуса:
Номинальная
скорость потока, набегающего на гребной
винт:
Упор
движителя:
Кпд упорного подшипника ηB=0,95;
Кпд зубчатого редуктора ηr=0,97
Данные,
необходимые для выбора расчетной
диаграммы:
выбираем диаграмму Папмеля для гребного
винта без насадки. Произвольно выбираем
четырехлопастной гребной винт Z=4
с дисковым отношением AD=0,55.
Таблица 2 Расчет потребной мощности при неограниченном диаметре винта
Частота вращения винта, об/сек |
nco |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Коэффициент упора- частоты |
KNT |
1,66 |
1,44 |
1,28 |
1,17 |
1,08 |
1,01 |
0,96 |
0,91 |
Относительная поступь оптимального винта, м |
Jopt |
1,30 |
0,88 |
0,78 |
0,73 |
0,68 |
0,65 |
0,62 |
0,58 |
Оптимальный диаметр оптимального винта, м |
Dopt |
1,45 |
1,61 |
1,45 |
1,29 |
1,19 |
1,09 |
1,02 |
0,98 |
Шаговое отношение |
Pp/D |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,80 |
КПД винта в свободной воде |
ƞ0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,66 |
Потребная мощноть, кВт |
Ps(min) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
35,84 |
Для участков, в которых оптимальный диаметр превышает максимально допустимый производим расчет, принимая диаметр максимально допустимым.
Таблица 3 Расчет потребной мощности винта максимально допустимого диаметра
Частота вращения, об/сек |
nco |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Коэффициент упора |
KT |
1,005346 |
0,565507 |
0,361925 |
0,251337 |
0,184655 |
0,141377 |
0,111705 |
Относительная поступь |
Jp |
1,659226 |
1,244419 |
0,995535 |
0,829613 |
0,711097 |
0,62221 |
0,553075 |
Шаговое отношение |
Pp/D |
- |
- |
- |
1,25 |
0,97 |
0,8 |
0,7 |
КПД винта в свободной воде |
ƞ0 |
- |
- |
- |
0,65 |
0,655 |
0,66 |
0,66 |
Потребная мощность, кВт |
Ps(min) |
23,65473 |
23,65473 |
23,65473 |
36,39189 |
36,11409 |
35,8405 |
35,8405 |
Для подбора главного двигателя выбираем Dmax =0,992 м при частоте вращения 6 сек-1, при потребной мощностью 35,84 кВт, где наблюдается максимальный КПД.
Найденным
показателям удовлетворяет двигатель
4Ч10/12,7.
Его мощность
частота вращения двигателя 1500 мин-1.
Для снижения оборотов до 360 мин-1
необходим редуктор с передаточным
числом
.
Диаметр винта D=0,992 м, шаговое отношение Pp/D=1,25, дисковое отношение AD=0,55 и число лопастей Z=4.