1.2. Попередні розрахунки для проведення лабораторних робіт

1.2.1. Розрахунок діаметра дротового турбулізатора моделі судна. При буксирувальних випробуваннях моделей судна неве- ликого масштабу співвідношення довжин ламінарної й турбулен- тної ділянок її прикордонного шару істотно відрізняється від співвідношення таких же ділянок прикордонного шару натури. Для підтримки цієї відповідності на моделі судна встановлюється дро- товий турбулізатор. Він розташовується в районі першого теоре- тичного шпангоута за контуром шпангоутного перетину. У за- лежності від форми корпусу моделі судна й обраного положення турбулізатора рекомендується такий діаметр дроту турбуліза- тора, що визначається за формулою

L

_{dt  0,llk} ^м

^Xt _{, (l.l)}

^Re_м

де L_м – довжина моделі по ВЛ, м; Х_t – відстань турбулізатора від носового перпендикуляра; k – коефіцієнт (k = l8...22), залежний від кута входу конструктивної ВЛ; Re_м – число Рейнольдса мо-

^{делі; }_м ^{– кінематичний коефіцієнт в'язкості води, в якій випробо-}

вується модель, м²/с (приймається залежно від температури та

щільності води за табл. l.l); V_м – швидкість руху моделі, м/с.

^{Таблиця l.l. Залежність коефіцієнта }_м ^{від температури}

Вода	Температура t,C
	0	10	15	20	30
Прісна, м=1000 кг/м3, м  106 Солона, м=1025 кг/м3, м  106	1,794 1,780	1,309 1,318	1,144 1,158	1,011 1,025	0,806 0,825

Опір турбулізатора визначається за наближеною формулою

м t t

R_t = 0,3 _м V ² l d , (l.2)

^{де }_м ^{– щільність рідини; l}_t ^{– довжина змоченої частини турбуліза-}

^{тора; d}_t ^{– діаметр турбулізатора; V}_м ^{– швидкість руху моделі.}

1.2.2. Розрахунок площ змоченої поверхні та її проекції на діа- метральну площину. Формули перерахування результатів модель- них випробувань на натуру при русі моделі з не рівними нулю кутами дрейфу потребують попереднього розрахунку не тільки площ змочених поверхонь моделі та судна, але й площ проекцій їхніх підводних частин, а також площ проекцій виступаючих ча- стин моделі та судна на діаметральні площини.

Для розрахунку площ змочених поверхонь корпусів моделі й судна можливе застосування найбільш простого методу, що при- водить до гарних результатів. Метод полягає в тому, щоб за до- помогою курвіметра або смужки паперу виміряти за теоретичним кресленням напівпериметри шпангоутів і визначити довжини на- півпериметрів як ординати кривої їхнього розподілу за довжиною судна. Площа, що обмежується цією кривою і дорівнюється площі змоченої поверхні моделі, може бути визначена за наближеними формулами чисельного інтегрування – за правилом трапецій:

_{ n l  l }



S_hм  L ^ _l_і  ^ і 0

^{0 n }_,

2

_

^

(l.3)

^{де L – шпація; l}_і ^{– довжина контуру змоченої частини і-го шпан-}

^гоута.

Дійсна змочена поверхня судна внаслідок своєї кривизни зав- жди має трохи більшу площу, ніж обчислена за наведеною форму- лою, тому до результату розрахунку за формулою (l.l) потрібно додати ~ l % отриманої площі, розглядаючи це додавання як ви- правлення, що враховує кривизну.

До розрахованої змоченої поверхні також треба додати вели- чину змоченої поверхні виступаючих частин S_PP. У випадку екс- перименту з моделлю яхти – це площі змочених поверхонь плав- никового фальшкіля й руля, які визначаються також за допомо- гою теоретичного креслення.

За аналогічною формулою розраховується і площа проекції підводної частини корпусу моделі на діаметральну площину:

_{ n T  T }



_{S L T 2 }

(l.4)

^{hspм  }

 0

ⁱ

_ ^{і  0}

^{n ,}

_

^{де T}_і ^{– осадка і-го шпангоута.}

^{Для розрахунку площі змоченої поверхні S}_м ^{і площі проекції}

^{підводної частини моделі на діаметральну площину S}_срм ^можна

^{використовувати табл. l.2 і l.3, а також результати обчислень}

цих величин різними системами автоматичного проектування суден.

Номер шпангоута						Сума	Поправка	Виправ- лена сума	Sh м (корпусу)	Sм (повна)
0	1	…	…	n–1	n
Напівпериметри шпангоутів						li	l  l 2	′	(2∆l′) 1,01	Sh м + SPPм
l0	l1	…	…	ln–1	ln

^{Таблиця l.2. Розрахунок площі змоченої поверхні моделі S}_м

0 n

Номер шпангоута						Сума	Поправка	Виправ- лена сума	Shcp м (корпусу)	Scp м (повна)
0	1	…	…	n–1	n
Напівпериметри шпангоутів						Тi	T T 2	′	′∆l	Sh cpм + SPP cpм
Т0	Т1	…	…	Тn–1	Тn

^{Таблиця l.3. Розрахунок площі S}_cpм

0 n

Підсумкові значення площі змоченої поверхні корпусу моделі S_м і площі проекції підводної частини моделі на діаметральну пло- щину S_spм визначаються за формулами

S_м = S_{h м} + S_{PP м}; S_{sp м} = S_{h spм} + S_{PP spм}. (l.5)