Файл: севастопольский государственный универитет морской институт.docx

9 Выбор главного двигателя

Большинство судов морского транспортного флота с относительно большой осадкой и высотой борта преимущественно оборудованы дизельными установками на базе малооборотных дизелей (МОД). Применение МОД обусловлено высокой экономичностью, возможностью использования дешевых сортов топлива, высокой надежностью, отсутствие редуктора приводит к прямой передаче мощности на гребной вал, небольшая длина установки, высокой надежностью. Так как требуется большая мощность главного двигателя и высота борта позволяет разместить на судне МОД, была выбрана одновальная установка с МОД, с расположением продольной оси пропульсивного комплекса в диаметральной плоскости. В состав ЭУ входят: главный двигатель, валопроводы, гребной винт, общесудовые системы – топлива, масла, воды, судовая электростанция и электрического оборудования, вспомогательные котельные установки. Выбор главного двигателя, его мощность, количество цилиндров и другие характеристики осуществляется в отдельном разделе дипломного проекта.

Для расчета количество оборотов на выходном валу при выборе главного двигателя, мы исходим из расчетной мощности относительно прототипа для обеспечения заданной скорости хода судна.

Vs= 16,0уз = 8,23 м/c

N= 6755 кВт

Рассчитаем количество оборотов в минуту на выходном валу по формуле:



Главные размеры и характеристики двигателя были выбраны по рисунку 9.1 (R3:с конфигурацией 7х40)



Рисунок 9.1 - Главные размеры и характеристики двигателя

10 Проектирование набора корпуса по правилам РС

10.1 Расчет минимальных толщин связей корпуса

При разработке конструкций корпуса Правилами Регистра рекомендуются минимальные толщины элементов, ниже которых расчетные толщины элементов не допускаются.

а) Толщина наружной обшивки во всех случаях должна быть не менее, мм

S_min = (5.5 + 0.04 × 148)× √η=10,08 мм , при L ≥ 30 м,

где L – длина судна, м,

---

η – коэффициент использования механических свойств стали, приведено в таблице 10.1

Таблица 10.1

ReH	235	315	355	390
η	1.0	0.78	0.72	0.68

Выбираем R_eH=315 Па, η=0.78

Принимаем S_min = 11 мм

б) Толщина настила верхней палубы судна на участке между бортом и линией больших вырезов в средней части и в районе танков наливного судна, мм

S_min = (7 + 0.02 × 148)× √0.78=8,79 мм, при L ≥100 м;

Принимаем S_min = 9 мм

в) Толщина второй (нижней) палубы судна, на участке внутри линии больших вырезов и в оконечностях, мм

S_min = (7 + 0.01× 148)× √0.78= 7,49 мм, при L ≥100 м.

Принимаем S_min= 8 мм

г) Толщина третьей палубы и других нижележащих палуб или платформ, мм

S_min = (5 + 0.01× 148)× √0.78=5,73 мм , при L ≥ 80 м.

Принимаем S_min = 6 мм

д) Толщина настила второго дна, мм

S_min = (5 + 0.035× 148)× √0.78=8,99 мм , при L ≥ 80 м.

Принимаем S_min = 9 мм

Во всех случаях S_min ≥ 5.5 мм. В МКО и трюмах без деревянного настила S_min должна быть увеличена на 2 мм.

е) Толщина связей одинарного дна:

S_min = 6.5 + 0.025 × 148=10,2 мм , при L ≥ 80 м.

Принимаем S_min =11 мм

ж) Толщина сплошных флоров в районе от форпиковой переборки до 0.25 × L от носового перпендикуляра, в машинном отделении и пиках, в трюмах судов:

при поперечной системе набора, мм

S_min = 0.035 × 148 + 5 = 10,18 мм,

Принимаем S_min =11 мм

при продольной системе набора, мм

S_min =0.035 × 148 +6 = 11,18 мм

Принимаем S_min = 12 мм

з) Толщина элементов конструкции внутри двойного дна, мм

S_min = 0.025 × 148 + 5.5 =9,2 мм, при L 3 80 м.

Принимаем S_min = 10 мм

Толщина S _min вертикального киля должна быть увеличена на 2 мм, но не больше S_min горизонтального киля, S_min флоров может быть не меньше S_min наружной обшивки днища.

и) Толщина обшивки борта в оконечностях, мм

S_min =0.055 × 148 + 8 = 16,14 мм, при L ≥ 80 м.

Принимаем S_min = 17 мм

к) Толщина платформ двойного борта, мм:

---

S_min = 0.018 × 148 +6.2 =8,864

Принимаем S_min = 9 мм

л) Толщина внутреннего борта, обшивки водонепроницаемых переборок и переборок масляных цистерн, мм

S_min = 0.02 × 148 + 4 =6,96 мм

Принимаем S_min = 7 мм

Толщина переборок цистерн за исключением масляных, мм

S_min =0.015 ×148 +5 = 7,22 мм, 7.5 ≥ S_min ≥6

Принимаем S_min = 8 мм

Толщина нижних листов переборок должна быть на 1 мм больше толщины, полученной по указанной формуле, но не менее 6 мм.

м) Толщина конструкций, ограничивающих танки (грузовые и балластные) наливных судов, или внутри указанных танков (наружная обшивка, обшивка переборок, рамные связи), мм

S_min = 0.025 × 148 +6.5 = 10,2 мм, при 80 ≤ L ≤ 200 м;

Принимаем S_min= 11 мм

Для остальных конструкций S_min =10,5 мм.

10.2 Определение расчетных нагрузок на корпус судна

В настоящем расчете приведены основные формулы для определения расчетных нагрузок, связанных с воздействием моря на корпус судна и ускорений судна при качке, а также нагрузок от воздействия сухих и жидких грузов (1.3.2 по [1]). Полученные расчетные нагрузки в дальнейших расчетах используются для выбора толщины листов и размеров листов набора корпуса.

Расчетное давление Р , кПа для точек приложения нагрузок, расположенных ниже летней грузовой ватерлинии

Р = Pst + Рw

для точек приложения нагрузок, расположенных выше ЛГВ

Р = Рw

где Pst = 10 *zi – статическое давление, кПа;

zi – отстояние точки приложения нагрузки от ЛГВ, м.

z₁ = D-d = 3,12 м

z₂ = = 1,56 м

z₃ = = 3,832 м

z₄ = d – h_gg + = 8,272 м

z₅ = d =8,88 м

h_gg = = 1,216 м

Расчетное давление, обусловленное перемещением корпуса относительно профиля волны, кПа, определяются по формулам (рисунок 10.1)

ниже уровня ватерлинии Pw = Pwo -

выше уровня ватерлинии Pw = Pwo – 7.5 * ax * zi

где Сw – волновой коэффициент, м, принимаемый равным

Сw = 10.75 –

---

= 8,87 при 90 < L < 300 м;



Рисунок 10.1 – Распределение нагрузки Pw по контуру поперечного сечения судна

Для судов ограниченного района плавания волновой коэффициент Сw должен быть умножен на редукционный коэффициент φr, определяемый по таблице 10.2.

Таблица 10.2 – Распределение нагрузки Pw по контуру поперечного сечения



Волновой коэффициент с учетом ограниченного района плавания:

Сw= Сw₁* φr = 7,811

Pwo = 5*Cw*av*ax

где av =

ax=

kx =0.8 – для поперечных сечений в нос от миделя;

kx = 0.5 – для поперечных сечений в корму от миделя;

v₀ – спецификационная скорость, уз.

x1 – отстояние поперечного сечения от ближайшего (носового или кормового) перпендикуляра, м.

От носового перпендикуляра x₁=4,8 м, x2=21,15 м, x3=41,3 м, x4=61,3 м.

От кормового перпендикуляра x5=5,13 м, x6=19,1 м, x7=33,9 м, x8=46,7 м, x9=66,7 м.

В любом случае должно быть: av*ax ≥ 0.6

При определении грузовместимости трюмов судов используется удельная погрузочная кубатура, μ, м³/т – величина, обратная плотности груза ρ, т/м³

ρ = =0.85

Таблица 10.3 – Нагрузки для сечений от носового перпендикуляра



Таблица 10.4 – Нагрузки для сечений от кормового перпендикуляра

---

10.3 Расчет элементов конструкции корпуса

В этом задании определяются расчетные значения толщины обшивки, настилов и моментов сопротивления поперечного сечения балок основного набора.

Расчет листовых элементов корпуса

Под листовым элементом понимается участок обшивки или настила, ограниченный подкрепляющим набором. К листовым элементам относятся участки настилов палуб, платформ, второго дна и участки обшивки днища, борта, переборок, а также стенок рамного набора.

Толщина настила или обшивки, мм, нагруженных поперечной нагрузкой должна быть не менее

S = m*a*k* ΔS

где k=1 при а1:а>2

a, b – размер меньшей и большей сторон опорного контура листового элемента, м;

p – значение расчетного давления, кПа;

k_σ ≤ 0,6 – в средней части судна L ≤ 65 м при поперечной системе набора;

k_σ = 0,6 – в средней части судна при продольной системе набора;

k_σ = 0,7 – в оконечностях.

ΔS – запасы на износ и коррозию, мм, назначаются в зависимости от планируемого срока службы конструкции и среднегодового уменьшения толщины связей и определяются по формуле

ΔS = U*

где T = 24 – срок службы, год;

U – среднегодовое уменьшение толщины связи, мм/год.

Таблица 10.5 – Расчет среднегодового уменьшение толщины связи

№	Элемент конструкции корпуса	u, мм/год	∆S, мм
1	Настил палуб и платформ	0	0
1.1	Верхняя палуба	0.1	1.2
1.2	Нижняя палуба	0.11	1.2
1.3	Днищевая обшивка
2	Бортовая обшивка
2.1	Борт при отсутствии второго борта:	0.1	1.2
2.1.1	При наличии второго дна	0.14	1.68
2.1.2	Горизонтальный киль	0.2	2.4
2.1.3	Междудонный лист	0.2	2.4
2.2	Обшивка переборок и второго дна	0.12-0.16	1.92

---