2. Расчёт и построение режимной карты судового пропульсивного комплекса

2.1. Исходные данные

Размерения судна:

длина судна между перпендикулярами L = 227,8 м

ширина судна по миделю B = 32,2 м

осадка по грузовую марку Т_г = 13,62 м

Гидродинамические характеристики гребного винта:

диаметр винта Д_в = 6,05 м

шаг винта Н = 4,100 м

число лопастей z=4

дисковое отношение θ=0,4

водоизмещение судна в грузу V_г = 75862 м³

скорость полного хода в грузу V_s = 15,5 узлы

эффективная мощность ГД на полном ходу N_e = 16940 кВт

частота вращения вала n_c = 114 мин^-1

Передача мощности от главного двигателя к гребному винту – прямая, КПД линии валопровода принимаем равным η_вл= 0,98.

Объёмное водоизмещение судна в грузу:

V = D/ρ = 75862 / 1,025 = 74012 м³,

где ρ = 1,025 – плотность морской воды.

Коэффициент полноты корпуса судна определяем по формуле:

δ = =0,641

2.2. Принимаем за базовый номинальный режим работы пропульсивного комплекса по исходным данным

Определяем коэффициенты попутного потока w и засасывания t:

ω = 0,5δ – 0,05 = 0,50,641 – 0,05 = 0,27

t = 0,7 ω = 0,70,27 = 0,19

Вычисляем величину относительной поступи гребного винта на принятом номинальном режиме:

.

Задаёмся несколькими значениями λ_р, при этом одно значение λ_р берём больше λ_рн, а два значения λ_р меньше λ_рн:

λ _p = 0,3 ;λ _p = 0,4 ; λ _pн = 0,507 ; λ _p = 0,6.

По кривым действия гребного винта определяем безразмерные коэффициенты упора К₁ и момента К₂ для каждой величины λ_р.

Затем задаёмся четырьмя значениями частоты вращения вала n_с, начиная с

n_с1 = 0,7n_с до величины n_с4 = n_сн.

Все вычисления сводим в таблицу 2.1.

По результатам расчёта строим графики изменения эффективной мощности главного двигателя N_е=f₃(V_s,n_с) и полезной тяги гребного винта Р_е=f₂(V_s,n_с) в зависимости от скорости судна V_s при выбранных постоянных частотах вращения гребного винта n_с=const.

Таблица 2.1.

Определяемая величина, её значение и размерность	Способ определения	Размерность	Задаёмся 4-мя значениями
			nс,	Относительная поступь λр
				0,300	0,400	0,507	0,600
К1=f(H/D,λр)	По кривым действия гребного винта	-	-	0,350	0,320	0,280	0,250
К2=f(H/D,λр)	По кривым действия гребного винта	-	-	0,052	0,049	0,046	0,042
Скорость судна Vs		Eуз.	1,33	6,42	8,56	10,85	12,84
			1,52	7,34	9,78	12,40	14,68
			1,71	8,26	11,01	13,95	16,51
			1,90	9,17	12,23	15,50	18,35
Полезная тяга гребного винта Ре		кН	1,33	688,66	629,63	550,92	491,90
			1,52	899,47	822,37	719,57	642,48
			1,71	1138,39	1040,81	910,71	813,13
			1,90	1405,42	1284,95	1124,33	1003,87
Ne		кВт	1,33	6513,17	6137,41	5761,65	5260,64
			1,52	9722	9161	8601	7853
			1,71	13843	13044	12246	11181
			1,90	18989	17893	16798	15337