Исходные данные:
1) Судно: Рыбодобывающее обрабатывающее судно типа «Моряна».
2) Главные размерения: Длина между перпендикулярами
Ширина судна
Осадка судна
Коэффициент общей полноты
3) Расчетный режим работы: режим траления.
4) Плотность воды
5) Кривые буксировочного сопротивления представлены на рис 1.
-режим эксплуатационного рейса на свободном ходу.
-режим сдаточных испытаний.
-режим траления.
Кривые буксировочного сопротивления представлены на рис.1.
6) Главный двигатель: Alpha V23
- номинальная мощность:
- номинальная частота вращения: .
- удельный расход топлива .
Паспортная диаграмма движителя представлена на рис.2.
Рейсовое задание:
- перечень эксплуатационных режимов, характеризующихся зависимостями , где- требуемая тяга на i – том режиме
- режимы:
- длина пути , которая должна быть пройдена на каждом режиме:
-суточная продолжительность работы судна принимается 24 часа
1. Определение исходных расчетных величин.
В данном расчете известным является главный двигатель и расчетные условия плавания (зависимость буксировочного сопротивления от скорости хода ).
Расчетным условием плавания является режим траления. Особенностью расчета является отсутствие заданной скорости хода, а следовательно и необходимой полезной тяги. Однако исследования показали, что полезную тягу можно найти через произведение пропульсивного коэффициентана коэффициент механических потерь при передачи мощностиот главного двигателя на винт.
открытые винты
На стадии выбора серийной диаграммы можно принять: для режима буксировки воза.
Представив графически (1) и (3) можно найти ожидаемую скорость ходаи соответствующую ей полезную тягу.
Графики представлены на рис.2.
1.1. Габаритный диаметр винта - для одновальных судов. (4)
- осадка судна в месте расположения движителя.
1.2. Коэффициент попутного потока :- формула Хекшера для траулеров.
- коэффициент продольной полноты.
1.3. Поступательная скорость гребного винта :
- скорость судна в узлах
. (5)
1.4.Коэффициент засасывания: (6)
- коэффициент засасывания на свободном ходу.
- формула Хекшера для траулеров. (7)
.
- коэффициент нагрузки гребного винта по полезной тяге.
(8)
- плотность морской воды.
-площадь диска гребноговинта.(9)
1.5. Упор гребного винта :(10)
.
2.Выбор расчетной серийной диаграммы.
Выбор осуществляется таким образом, чтобы в первую очередь обеспечить максимальный коэффициент полезного действия гребного винта при отсутствии кавитации и достаточной прочности движителя.
2.1. Минимальное дисковое отношениеиз условия отсутствия кавитации:(11)
- минимальное дисковое отношение из условия отсутствия опасных форм кавитации.
(12)
- количество лопастей.
- количество гребных валов.
- гидростатическое давление на оси гребного винта.
(13)
- атмосферное давление.
- ускорение свободного падения.
- заглубление оси гребного винта.
.(14)
.
- давление насыщенных паров воды.
2.2.Минимальная относительная толщина (15)
- коэффициент учитывающий механические свойства материала винта.
- углеродистая сталь.
.
Вывод: В качестве расчетнойсерии принимаем:
AU-CP4-70; (Z=4;;).
Серия гарантирует отсутствие опасных форм кавитации.
3. Выбор гребного винта.
3.1. Выбор гребного винта в первом приближении.
Для расчета воспользуемся вспомогательным коэффициентом Результаты расчета представлены в таб.1 и на рис.1.
Таб.1
4,65
4,90
5,20
1,65
1,74
1,82
2,53
2,74
2,94
0,30
0,31
0,32
0,780
0,785
0,790
0,33
0,34
0,35
137
134
132
9,81
8,64
7,78
0,178
0,176
0,174
113
110
109
Результаты: =0,790;
3.1.1. Расчет оптимальной частоты вращения винта
3.1.2. Передаточное отношение редуктора.
Принимаем 10,8.
;
;
.
4. Выбор расчетной (рабочей) диаграммы.
Выбираем серию АU - CP4 – 70 c .
5. Построение кривой предельной тяги и кривой предельного упора.
Результаты расчета представлены на рис.4 и таб. 2.
Таб.2
0
2
4
6
8
10
12
14
0
0,71
1,42
2,13
2,84
3,55
4,26
4,97
0
0,15
0,31
0,47
0,63
0,78
0,94
1,09
0,92
0,94
0,97
1,01
1,04
1,08
1,12
1,18
0,49
0,47
0,45
0,43
0,38
0,35
0,31
0,27
131
126
121
115
102
94
83
72
1286
308
131
65,0
38,3
23,6
15,1
0,116
0,116
0,117
0,119
0,121
0,125
0,131
0,139
117
112
107
102
90,3
82,0
72,1
63,2
6. Анализ кривой предельной тяги и предельного упора.
6.1. Режим траления.
Максимальная скорость хода:
Максимальный упор: .
Максимальная полезная тяга:
6.2. Режим эксплуатационного рейса. (свободный ход)
Максимальная скорость хода:
Максимальный упор: .
Максимальная полезная тяга:
6.3. Режим сдаточных испытаний. (свободный ход)
Максимальная скорость хода:
Максимальный упор: .
Максимальная полезная тяга:
7. Проверка выбранного винта на прочность и отсутствие кавитации.
7.1. Проверка на отсутствие кавитации.
Воспользуемся формулой (11) и получим.
При эксплуатации гарантируется отсутствие опасных форм кавитации.
7.2.Проверка на прочность.
.
Выбранный гребной винт имеет запас прочности.
Расчет производился для режима буксировки воза т.к. является наиболее тяжелым режимом эксплуатации.
Выбор оптимального движителя.
Оптимальным в курсовом проекте принимается движитель, обеспечивающий выполнение рейсового задания в кротчайшие сроки при минимальных затратах топлива.
В качестве критерия качества движителя принимаем коэффициент:
, где
t – время выполнения рейсового задания , ч.
Ge – рейсовый расход топлива на работу главного двигателя, т.
Наилучшим признается движитель, который соответствует максимальному значению критерия к.
Рейсовое задание включает в себя следующую информацию:
- перечень эксплуатационных режимов, характеризующихся зависимостями , где- требуемая тяга на i – том режиме
- режимы:
(рис.1.)
длина пути , которая должна быть пройдена на каждом режиме:
- суточная продолжительность работы судна принимается 24 часа.
- плановые скорости снимаются с паспортной диаграммы судна и кривых предельных тяг соответственно для случаевс ВФШ и ВРШ движителями.
В соответствии с изложенным входящие в критерий к параметры t и Ge могут быть определены как:
, где (S)=миля
- плановая скорость хода в i – х условиях плавания, уз.
- удельный расход топлива на номинальном режиме работы, г/кВт*ч.
- относительный удельный расход топлива на i – том режиме, %от ; - снимаем с паспортной диаграммы двигателя.
- эффективная мощность, развиваемая двигателем на полной скорости в i – х условиях плавания, кВт. Для ВФШ снимаем с машинной диаграммы судна, для ВРШ.
- продолжительность плавания на i – том ржиме, ч.
n – количество рассматриваемых вариантовэксплуатационных режимов, n = 3.
Вывод: Оптимальным движителем в курсовом проектепринимаем ВФШ.
Список литературы:
1. Войткунский Я.И. ”Справочник по теории корабля” ,- Л, Судостроение.1985г. Том.1.
2. Горянский Г.С., Моторный А.В. “Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 140112”.- Калининград – 1985г.