Расчет элементов гребного винта и потребной мощности силовой установки судна

Выбор конструктивного типа движителя диаметра гребного винта и ориентировочных значений

Принимаем в качестве движителя составной гребной винт. Материал изготовления гребного винта – бронза АНЖ 9–4–4.

Для выбора значений Dор используем диаграмму на рисунке 1.1. Ориентировочное значение буксировочной мощности судна определяем по зависимости EPS=f(Vs), приняв скорость Vs=14 уз.

Из графика EPS=f(Vs) находим: EPS=8550,457 кВт

Ne ор = EPS / 0.62 = 8550,457/ 0,59 =14492,3 кВт

Для входа в диаграмму определяем:

Vas =Vs (1-w’т)

Для грубой оценки wт используем формулу Тейлора:

w’т = 0,5*d-0,05

w’т =0.5*0.8–0.05=0,35

Vas = 15,1*(1–0,35)=9,1 уз

Из диаграммы находим:

Dор = 6,8 м.

Проверяем выбранное значение Dор с точки зрения расположения гребного винта за кормой. В соответствии с рекомендациями Dпред =0,72*Т = 0,72*15,42=11,1 м

Значение Dпред больше значения Dор = 6,8 м, поэтому для дальнейших расчетов принимаем Dор =6,8 м.

Nе ор = 14492,3 кВт

Определение коэффициентов взаимодействия гребного винта с корпусом судна

Коэффициент попутного потока:

wт =, где

из расчета сопротивления воды движению судна при Vs = 14 уз принимаем:

W=16522,08 м2

Сv= 1,04 (zf + zп)=1,04*(1,6+0,4)=0,000199

j – коэффициент продольной полноты

j=

j=0,8/0,99=0,808

Принимаем D = Dор =6,8 м

0,362

Полученное значение wт проверяем по формуле Э. Папмеля:

wт = 0,165

Dwт = 0 т.к. число Fr=<0,2

wт = 0,165=0,165*0,364

Принимаем окончательно:

wт =0,362

Коэффициент засасывания определяем по формуле Холтропа:

t=

0,23

Полученное значение проверяем:

0,5wт £ t£0,7wт

Окончательно принимаем:

t= 0,23

Коэффициент неравномерности поля скоростей в диске гребного винта принимаем:

i1=1,0

i2=1,0

Коэффициент влияния корпуса судна определяем по формуле:

1,21

Определение числа лопастей и дискового отношения гребного винта и выбор расчетной диаграммы

Дисковое отношение гребного винта определяем по диаграмме:

Для входа в диаграмму уточняем значение:

Vas= Vs op (1-wт)

Vas = 14*(1–0,362)=8,93 уз

Для определения q используем диаграмму и по значениям nном =105 об/мин,

Dор =8,0 м, Nе ном =1 кВт определяем q=0,7

Для выбора числа лопастей гребного винта определяем коэффициент нагрузки гребного винта по упору:

sр =

Т.к. sр < 2,5 то в соответствии целесообразно принять число лопастей Z=4

Расчетная диаграмма B4–70.

Учет механических потерь в линии валопровода

Исходя из того, что МО судна находится в корме, принимаем:

hпер= 1 и hвал = 0,99.

Выбор расчетного режима при проектировании гребного винта

В соответствии с заданием тип двигателя – ДВС, МОБ, 2х-тактный. Следовательно при плавании судна с d=0,8, сроке докования 24 мес. и преимущественно в северных широтах, принимаем коэффициент увеличения частоты вращения К=1,045. Принимаем: nрасч= nНОМ, Nе расч = N е ном / К3.

Расчет потребной мощности силовой установки и оптимальных элементов гребного винта, при заданной скорости хода судна

Расчет исходных данных для определения наибольшей скорости выполнен в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Расчет исходных данных для определения мощности и частоты вращения силовой установки и оптимальных элементов гребного винта