ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 263
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
на одной диаграмме (Рисунок 8), используя для построения кривых значения величин, представленных в таблице 7.1. Для нахождения точки пересечения двух графиков построим часть обеих кривых.
Таблица 7.1
С диаграммы (рисунок 8) снимаем искомые значения и :
7.1.1 Габаритный диаметр винта.
Габаритный (наибольший из условия размещения гребного винта за корпусом судна) диаметр может быть определен по теоретическому чертежу с учетом требований к зазорам между винтом и корпусом либо по приближенной формулы для одновального судна [1. с.10]:
Где:
– габаритный диаметр винта;
– осадка судна в месте расположения двигателя ( ).
7.1.2 Коэффициент попутного потока.
Коэффициент попутного потока на ранних стадиях проектирования определяется по приближенным формулам, полученным в результате обработки данных серийных модельных испытаний.
Можно определить этот коэффициент по расчетной формуле Хэкшера для траулеров [1. c.12]:
Где:
– коэффициент продольной полноты судна ( )
7.1.3 Поступательная скорость гребного винта.
Поступательная скорость гребного винта , соответствующая скорости , определяется по формуле:
Для заданной скорости в 4,19 узла расчет будет равен:
7.1.4 Коэффициент засасывания
При определении коэффициента засасывания , будем также учитывать коэффициент засасывания на свободном ходу, который имеет обозначение .
Вычислим коэффициент засасывания на свободном ходу по формуле Хэкшера для траулеров [1. c. 12]:
Определим коэффициент засасывания на буксирных режимах по полезной тяге [1, c. 12]:
Где:
– коэффициент нагрузки гребного винта по полезной тяге, который вычисляется по формуле:
Где:
– полезная тяга
– площадь диска гребного винта, м2, вычисляемая по формуле:
– диаметр винта, который принимается равным
– плотность воды, т/м
3
Произведем расчеты по данным формулам и определим коэффициент засасывания на буксирных режимах.
При выполнении расчетов иногда возникает необходимость в определении коэффициента засасывания на швартовном режиме [1. c.12]:
7.1.5 Упор гребного винта.
Определим упор гребного винта по формуле [1. c. 13]:
7.2 Выбор расчетной серийной диаграммы
Для выбора расчетной серийной диаграммы можно воспользоваться схемой расчета из п. 5.2. Поэтому выполним расчет минимальной и критической величины дискового отношения серийной диаграммы, а также минимальное значение относительной толщины.
Величину , определим по формуле [1. с.14]:
Где:
– число лопастей винта (принимаем равным 4);
– число валов;
– упор винта;
– гидростатическое давление на оси гребного винта, кПа;
– атмосферное давление, кПа (принимаем );
– давление насыщенных паров воды, кПа, которое с достаточной для дальнейшего расчета точностью принимается .
– заглубление оси гребного винта; определяется по приближенной формуле:
Величину определим по формуле [1. с. 14]:
В качестве расчетной принимаем серию AU-CP4-70 [2, с.45-46] с дисковым отношением и относительной толщиной лопасти винта .
, , значит условие отсутствия кавитации выполняется.
Теперь рассчитаем минимальное значение относительной толщины винта ͞ и ее соответствие условиям обеспечения требуемой прочности:
Где:
– коэффициент, учитывающий свойства материала (согласно таблице 3.1 [1. c.14])
Выбранный материал – бронза ( )
, следовательно, прочность обеспечена и винт удовлетворяет условию.
Таким образом, принимаем:
7.3 Выбор ВРШ и передаточного отношения редуктора.
7.3.1 Расчет в первом приближении
В первом приближении расчет выполняется методом вариаций в районе ожидаемой скорости
(см. п. 7.1). Для входа в расчетную диаграмму используется вспомогательный коэффициент . По результатам расчета определяются: конструктивное шаговое отношение , достижимая скорость хода , оптимальная частота вращения винта и передаточное отношение редуктора , если его установка на судне будет признана целесообразной. Результаты расчетов сведены в таблицу 7.2.
В первом приближении примем коэффициент механических потерь при передаче мощности на гребной винт для двухступенчатого редуктора.
Мощность на гребном валу будет равна:
| 4 | 4,4 |
| 62,6 | 57,0 |
| 54,6 | 66,0 |
Таблица 7.1
С диаграммы (рисунок 8) снимаем искомые значения и :
7.1.1 Габаритный диаметр винта.
Габаритный (наибольший из условия размещения гребного винта за корпусом судна) диаметр может быть определен по теоретическому чертежу с учетом требований к зазорам между винтом и корпусом либо по приближенной формулы для одновального судна [1. с.10]:
Где:
– габаритный диаметр винта;
– осадка судна в месте расположения двигателя ( ).
7.1.2 Коэффициент попутного потока.
Коэффициент попутного потока на ранних стадиях проектирования определяется по приближенным формулам, полученным в результате обработки данных серийных модельных испытаний.
Можно определить этот коэффициент по расчетной формуле Хэкшера для траулеров [1. c.12]:
Где:
– коэффициент продольной полноты судна ( )
7.1.3 Поступательная скорость гребного винта.
Поступательная скорость гребного винта , соответствующая скорости , определяется по формуле:
Для заданной скорости в 4,19 узла расчет будет равен:
7.1.4 Коэффициент засасывания
При определении коэффициента засасывания , будем также учитывать коэффициент засасывания на свободном ходу, который имеет обозначение .
Вычислим коэффициент засасывания на свободном ходу по формуле Хэкшера для траулеров [1. c. 12]:
Определим коэффициент засасывания на буксирных режимах по полезной тяге [1, c. 12]:
Где:
– коэффициент нагрузки гребного винта по полезной тяге, который вычисляется по формуле:
Где:
– полезная тяга
– площадь диска гребного винта, м2, вычисляемая по формуле:
– диаметр винта, который принимается равным
– плотность воды, т/м
3
Произведем расчеты по данным формулам и определим коэффициент засасывания на буксирных режимах.
При выполнении расчетов иногда возникает необходимость в определении коэффициента засасывания на швартовном режиме [1. c.12]:
7.1.5 Упор гребного винта.
Определим упор гребного винта по формуле [1. c. 13]:
7.2 Выбор расчетной серийной диаграммы
Для выбора расчетной серийной диаграммы можно воспользоваться схемой расчета из п. 5.2. Поэтому выполним расчет минимальной и критической величины дискового отношения серийной диаграммы, а также минимальное значение относительной толщины.
Величину , определим по формуле [1. с.14]:
Где:
– число лопастей винта (принимаем равным 4);
– число валов;
– упор винта;
– гидростатическое давление на оси гребного винта, кПа;
– атмосферное давление, кПа (принимаем );
– давление насыщенных паров воды, кПа, которое с достаточной для дальнейшего расчета точностью принимается .
– заглубление оси гребного винта; определяется по приближенной формуле:
Величину определим по формуле [1. с. 14]:
В качестве расчетной принимаем серию AU-CP4-70 [2, с.45-46] с дисковым отношением и относительной толщиной лопасти винта .
, , значит условие отсутствия кавитации выполняется.
Теперь рассчитаем минимальное значение относительной толщины винта ͞ и ее соответствие условиям обеспечения требуемой прочности:
Где:
– коэффициент, учитывающий свойства материала (согласно таблице 3.1 [1. c.14])
Выбранный материал – бронза ( )
, следовательно, прочность обеспечена и винт удовлетворяет условию.
Таким образом, принимаем:
7.3 Выбор ВРШ и передаточного отношения редуктора.
7.3.1 Расчет в первом приближении
В первом приближении расчет выполняется методом вариаций в районе ожидаемой скорости
(см. п. 7.1). Для входа в расчетную диаграмму используется вспомогательный коэффициент . По результатам расчета определяются: конструктивное шаговое отношение , достижимая скорость хода , оптимальная частота вращения винта и передаточное отношение редуктора , если его установка на судне будет признана целесообразной. Результаты расчетов сведены в таблицу 7.2.
В первом приближении примем коэффициент механических потерь при передаче мощности на гребной винт для двухступенчатого редуктора.
Мощность на гребном валу будет равна:
349,6 кВт; 1,025 т/м3; 0,175; 0,15; | ||||
, уз | | | | |
, м/с | 1,69 | 1,78 | 1,87 | |
| 2,54 | 2,75 | 2,95 | |
| с серийной диаграммы [2, c.46] | 0,255 | 0,27 | 0,285 |
| 0,775 | 0,78 | 0,789 | |
| 0,33 | 0,34 | 0,35 | |
| 2,68 | 2,67 | 2,65 | |
, кН | 68,31 | 66,86 | 65,55 | |
| 9,75 | 8,62 | 7,66 | |
| 0,08 | 0,08 | 0,09 | |
, кН | 63 | 61 | 60 |