Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Транспортная энергетика. Методические рекомендации
.pdf
Написать вывод.
тонныкм
кг
, где
коэффициент эффективности,
скорость в
,
расход топлива в
лс
об
сек
м
сек
, где
коэффициент нагрузки,
мощность в лошадиных силах,
частота вращения ГВ в
,
скорость в
Формулы для вычисления:
21
Гребной винт
Основой движительного комплекса данных судов служит гребной винт.
Гребной винт — наиболее распространенный движитель судов,
представляет собой тело, напоминающее по форме крылья ветряных мельниц.
Винт состоит из муфты и прикрепленных к ней лопастей числом от 2 и более и
насаживается на конец гребного вала, приводимого во вращение судовым
двигателем. При вращении винта каждая лопасть вследствие своего уклона
будет отбрасывать воду назад; реакция этой отбрасываемой воды и заставляет
корабль двигаться вперед или назад, смотря по направлению вращения винта.
Он преобразует вращение вала двигателя в упор — силу, толкающую судно
вперед. При вращении винта на поверхностях его лопастей, обращенных
вперед — в сторону движения судна (засасывающих), создается разрежение, а
на обращенных назад (нагнетающих) — повышенное давление воды.
Скорость судна, скорость винта и скольжение. При движении корпус
судна увлекает за собой воду, создавая попутный поток, поэтому
действительная скорость встречи винта с водой всегда несколько меньше, чем
фактическая скорость судна.
Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых
зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и
возможность достижения наибольшей скорости хода судна.
Каждый двигатель имеет свою так называемую внешнюю характеристику
— зависимость снимаемой с вала мощности от частоты вращения коленчатого
вала при полностью открытом дросселе карбюратора.
При увеличении и шага, и диаметра винта выше оптимальных значений
лопасти захватывают и отбрасывают назад слишком большое количество воды:
упор при этом возрастает, но одновременно увеличивается и потребный
крутящий момент на гребном валу. Это означает, что двигатель уже достиг
предельного — максимального значения крутящего момента и не в состоянии
проворачивать гребной винт с большой частотой вращения, т.е. не развивает
22
номинальную частоту вращения и соответствующую ей номинальную
мощность. Такой гребной винт называется гидродинамически тяжелым.
Наоборот, если шаг или диаметр винта малы, и упор и потребный
крутящий момент будут меньше, поэтому двигатель не только легко разовьет,
но и превысит значение номинальной частоты вращения коленвала. И в этом
случае мощность двигателя будет использоваться не полностью, а работа на
слишком высоких оборотах сопряжена с опасно большим износом деталей. При
этом надо подчеркнуть, что поскольку упор винта невелик, судно не достигает
максимально возможной скорости. Такой винт называется гидродинамически
легким. Несложно сделать вывод и о существенной экономии горючего,
которую можно получить с винтом уменьшенного шага.
Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД,
т.е. отношения полезно используемой мощности к затрачиваемой мощности
двигателя. Не вдаваясь в подробности, отметим, что главным образом КПД
некавитирующего винта зависит от относительного скольжения винта s = (Hn-
Va)/Hn, которое в свою очередь определяется соотношение мощности,
скорости, диаметра и частоты вращения.
Максимальная величина КПД гребного винта может достигать 70 – 80%,
однако на практике довольно трудно выбрать оптимальные величины основных
параметров, от которых зависит КПД: диаметра и частоты вращения. Поэтому
на малых судах КПД реальных винтов может оказаться много ниже, составлять
всего 45%.
Максимальной эффективности гребной винт достигает при
относительном скольжении 10–30%. При увеличении скольжения КПД быстро
падает: при работе винта в швартовном режиме он становится равным нулю.
Подобным же образом КПД уменьшается до нуля, когда вследствие больших
оборотов при малом шаге упор винта равен нулю.
Однако следует еще учесть взаимовлияние корпуса и винта. При работе
гребной винт захватывает и отбрасывает в корму значительные массы воды,
вследствие чего скорость потока, обтекающего кормовую часть корпуса,
23
повышается, а давление падает. Этому сопутствует явление засасывания, т.е.
появление дополнитльной силы сопротивления воды движению судна по
сравнению с тем, которое оно испытывает при буксировке.
Танкер проекта №576Т представляет собой однопалубное винтовое
наливное судно с двойным дном в грузовых танках, жилой надстройкой и
машинным отделением в кормовой части, созданные на основе сухогрузных
судов проекта 576 типа «Шестая пятилетка». Судно предназначено для
перевозки нефтепродуктов I-IV классов. Дальнейшее развитие судов данной
серии — танкеры типа «Лось» проекта 587.
Суда строились для работы на внутренних водных путях разряда «О», но
с 1963 года стали эксплуатироваться на рейсах река-море и работать в Черном и
Азовском (Волгоград–Керчь–Феодосия), Каспийском (Астрахань–Гурьев),
Балтийском (Ленинград–Таллин) морях.
Изначально суда поставлялись волжскому нефтеналивному пароходству
«Волготанкер», но с приходом в пароходство танкеров
типа «Волгонефть»и «Нефтерудовоз», перевозка нефти в море судами проекта
576Т была прекращена, а сами суда в большинстве переведены на сибирские
реки, в Обь-Иртышское, Енисейское и Ленское пароходства.
В 2002 г. часть судов переведена из Енисейского пароходства на Волгу,
переоборудованы на класс М-ПР и в настоящий момент почти все
эксплуатируются на перевозке нефтепродуктов в Санкт-Петербург и Таганрог.
Часть судов используется в качестве бункеровочных баз.
Данные суда производятся на судостроительном предприятии: «Красное
Сормово» (Россия, Нижний Новгород).
Характеристики судов по первоначальному проекту:
Длина, м: 110,1
Ширина, м: 13,4
Габаритная высота, м: 12,6
Высота борта, м: 4,8
Высота надводного борта, м: 1,6
24
Водоизмещение с полными запасами, т: 4200
Осадка средняя при полном водоизмещение, м: 3,5
Водоизмещение порожнем, т: 820 (осадка средняя, м: 0,74)
Грузоподъемность, т: 2800
Марка ГД: 6NVD-48
Мощность ГД, э.л.с.: 2x500
Скорость с грузом, км/ч: 18,8
Скорость порожнем, км/ч: 20,0
Мест для экипажа: 20
Автономность, сут.: 12
25
Танкер проекта № 576Т грузоподъемностью 2800 т,
мощностью 1000 л.с., класс «О»
26
27
Расчет эффективности движительного комплекса танкера проекта № 576Т
Мо
щность,
N, л.с.
Частота
вращения ГВ,
n, об/мин
(об/сек)
Скорость,
V, км/ч (м/сек)
Расход топлива,
G, кг/ч
Диаметр ГВ,
d, м
Коэффициент
нагрузки,
C
в
КПД ГВ
Проект № 576Т
Коэффициент
эффективности,
Q, ткм/кг
Грузоподъемнос
ть, Р, т
380
270
(4,5)
15,2
(4,22)
73
1,584
2,4
0,58 1 583
2800
485
290
(4,83)
16,2
(4,5)
88
1,584
2,48
0,57 2 516
2800
625
310
(5,17)
17,1
(4,75)
107
1,584
2,63
0,56 3 448
2800
780
330
(5,5)
18
(5)
131
1,584
2,75
0,55 4 385
2800
975
350
(5,83)
18,8
(5,22)
160
1,584
2,92
0,54 5 329
2800
Справочные данные:
Проект № 576Т — наливной теплоход класса «О» для перевозки
нефтепродуктов I–III классов, грузоподъемность 2800 т и мощностью 1000 л.с.
Расчет:
Q = P ∙ V / G
Q1 = 2800 15,2 / 73 = 583 ткм/кг
Q2 = 2800 16,2 / 88 = 516 ткм/кг
Q3 = 2800 17,1 / 107 = 448 ткм/кг
Q4 = 2800 18 / 131 = 385 ткм/кг
Q5 = 2800 18,8 / 160 = 329 ткм/кг
с
об
сек
м
с
28
лс
С
=
В
С
=
В1
С
=
В2
С
=
В3
С
=
В4
С
=
В5
м
График зависимости КПД гребного винта от частоты
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
250 270 290 310 330 350
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
250 270 290 310 330 350
вращения
График зависимости коэффициента эффективности от частоты
вращения гребного винта
29
Сравнительная таблица по характеристикам движительного
№ 576Т
№ 1553
Q, ткм/кг
329
277,51
Р, т
2800
2885
N, л.с.
975
1310
V, км/ч
18,8
20,2
n, об/мин
350
330
G, кг/ч
160
210
d, м
1,584
1,6
КПД
0,54
0,5
комплекса при номинальном режиме судов проекта
№ 576Т и № 1553
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]