Сделать выводы по лабораторной работе.

Контрольные вопросы:

1.Для чего определяют сопротивление воды движению судна?

2.Как определить сопротивление воды движению судна теоретическим путем?

3.Как определить сопротивление трения судна?

4.Как определить остаточное сопротивление воды движению лесосплавного судна?

5.Какое лабораторное оборудование и инструменты необходимы для проведения лабораторной работы?

6.Нарисуйте модель буксирного устройства для лесосплавного судна.

7.Каков порядок выполнения лабораторной работы?

8.Какие параметры водного потока необходимо создать в гидравлическом лотке?

9.Какой скоростной режим водного потока необходимо установить в гидравлическом лотке?

10.Зачем применяются оттяжной груз и балласт для модели лесосплавного судна?

11.Какие параметры измеряются в процессе лабораторного эксперимента?

12.Как производится обработка экспериментальных данных?

13.Как построить графики зависимостей R= f1(v), Rf= f2(v), Rо= f3(v) для натурного судна?

3.5. Измерение параметров гребного винта

Цель работы. Научиться практически измерять параметры и определять основные характеристики гребных винтов.

Общие сведения. Гребной винт как судовой движитель получил распространение на судах лесосплавного флота. Определять параметры гребного винта необходимо при подборе винта для судна и при его ремонте.

Нередко от ударов по топлякам и другим препятствиям повреждаются или вовсе теряются лопасти гребных винтов. Приходится на место потерянных ставить новые лопасти или выправлять поврежденные, но так, чтобы у отремонтированного винта были восстановлены все прежние параметры.

Основными геометрическими параметрами гребного винта (рис.

3.15) являются: диаметр винта D, м; шаг винта Н, м; шаговое отношение Н/D; число лопастей z; длина лопасти lл, м; диаметр ступицы dст, м;

60

средняя ширина лопасти bл, м; ширина лопасти на 0,6R, м; дисковое отношение θ; конусность отверстия; толщина лопасти на 0,6R - δ, м; диаметр отверстия на выходе ступицы dвых, м; диаметр отверстия на входе ступицы dвх, м.

Рис. 3.15. Геометрические параметры гребного винта

Эти геометрические параметры можно замерить на отдельно взятом винте. Кроме того, есть еще параметры, которые характеризуют и оценивают его гидродинамическую работу. К таким параметрам винта (динамическим) относятся: масса винта Q, кг; частота вращения n, об/с; упор винта, движительная сила, создаваемая изолированным винтом Р, кН; коэффициент полезного действия η.

Часть упора, необходимого для преодоления силы сопротивления воды движению судна без винта R, называют полезной тягой Ра. Тогда упор винта Р равен

Р=Ра+ Р;

к.п.д. изолированного винта

ηр=Рυр/Мω,

где, кроме ранее принятых обозначений, υр - поступательная скорость винта, равная

υр=hn,

здесь h - абсолютная поступь винта или путь, проходимый гребным винтом в осевом направлении, за один оборот;

n - число оборотов гребного винта в секунду.

61

Разность S между величиной шага Н и абсолютной поступью h винта называется абсолютным скольжением гребного винта

S = Н – h = Н - υр/n.

В теории гребных винтов принято выражать поступь и скольжение в безразмерных величинах: величину поступи представляют в долях диаметра винта и называют относительной поступью гребного винта λр или

просто поступью винта р р . nD

Пропульсивный к.п.д. равен р к .

Чем выше значение пропульсивного к.п.д., тем лучше движитель использует подведенную к нему мощность для создания полезной движущей силы.

Большая часть геометрических параметров D, z, lg, dст, В0,6R, δ, dвх, dвых определяется непосредственным измерением винта, и лишь некото-

где D0,6R – диаметр винта с радиусом 0,6R, м;

b и а - отстояние входной и выходной кромок лопасти от плоскости сравнения (плоский стол) на радиусе 0,6R, м;

АВ - проекция дуги окружности радиусом 0,6R на плоскость стола, м.

где А - площадь одной лопасти, измеряется путем плотного наложения миллиметровой бумаги на нагнетательную поверхность лопасти. Лопасть очерчивается по контуру и подсчитывается ее площадь по квадратам;

z - число лопастей;

π·D2/4 - гидравлическое сечение винта (площадь диска винта).

Для определения динамических характеристик винта необходимо задать дополнительные исходные данные буксирного судна Т-63М: скорость катера v =1,7 м/с; сила тяги на гаке Рг= 1400 кГ; водоизмещение V =

62

22,3 м3; коэффициент полноты объемного водоизмещения δ=0,52; сопротивление движению катера при заданной скорости R = 42 кГ.

Указанные динамические параметры винта определяются с помощью соответствующих формул [13] и диаграмм Папмеля в следующем порядке:

1). осевая скорость протекания воды через винт vр = v(1-ψ); 2). коэффициент попутного потока ψ = 0,11+0,1δ 3v / D ;

3). сила тяги винта Р= Рг+R, Н;

4). упор изолированного винта Ре=Р/(1-t), Н;

где t -коэффициент попутного потока t = 0,6(1+0,67ψ).

По значениям Ре и νр определяем вспомогательную величину Кd, необходимую для пользования диаграммой Папмеля:

где ρ - плотность воды, кг/м3.

По геометрическим параметрам Н и D находим шаговое отношение винта Н/D. Затем по Кd и Н/D на диаграмме Папмеля находим точку, которой соответствуют значения коэффициентов: к.п.д. изолированного винта η, упора Кd, относительной поступи винта λр.

Находим число оборотов винта (об/с):

а затем и п, об/мин.

Если параметры z и θ рассчитываемого винта отличаются от параметров винтов zт и θт для которых составлена диаграмма [13], то ею можно пользоваться, если вместо вычисленного значения Р взять опре-

(3.27) вспомогательного коэффициента. Кd. По снятому с диаграммы [13] значению к.п.д. изолированного винта изол вычислить коэффициент

полезного действия гребного винта ηизол= изол[1+0,1(θт-θ)].

Лабораторное оборудование: ровный стол, гребной винт катера Т- 63М, рулетка, линейка, весы, штангенциркуль, счетная машинка, миллиметровая бумага А3, мел, циркуль, угольники, учебник с диаграммой Пампеля [13].

63