Транспорт

Расчет винта регулируемого шага

Цель: Рассчитать двигательно-движительный комплекс для заданного судна
в заданном режиме работы. Выбрать движитель по серийной диаграмме.
Построить кривую предельных тяг и упоров.


Исходные данные:
1) Судно: Рыбодобывающее обрабатывающее судно типа «Моряна».
2) Главные размерения: Длина между перпендикулярами [pic]
                                        Ширина судна [pic]
                                             Осадка судна [pic]
                                              Коэффициент общей полноты
[pic]
3) Режим работы: Режим траления. Плотность воды [pic]


4) Кривые буксировочного сопротивления представлены на рис 1.
 [pic]-режим эксплуатационного рейса на свободном ходу.
 [pic]-режим сдаточных испытаний.
 [pic] -режим траления.
 Кривые буксировочного сопротивления представлены на рис.1.
5) Главный двигатель: Alpha V23
  - номинальная мощность: [pic]
   -   номинальная частота вращения: [pic].



   1. Определение исходных расчетных величин.
В данном расчете известным является главный двигатель  и  расчетные  условия
плавания (зависимость   буксировочного сопротивления [pic]от  скорости  хода
[pic]).
                                                                  [pic]
                                                                    (1)

[pic]полезная тяга.
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  коэффициента   [pic]   на   коэффициент
механических потерь [pic]при передачи мощности   от  главного  двигателя  на
винт.
[pic]открытые                                                          винты
                 (2)
[pic]
                (3)
На стадии выбора серийной  диаграммы  [pic]можно  принять:  [pic]для  режима
свободного хода.
Представив графически (1) и (3) можно найти ожидаемую скорость хода [pic]  и
соответствующую ей полезную тягу.
Графики представлены на рис.2.
[pic]

1.1.  Габаритный  диаметр   винта   [pic][pic]-   для   одновальных   судов.
(4)
[pic]- осадка судна в месте расположения движителя.
 [pic]
[pic].
1.2.  Коэффициент  попутного  потока  [pic]:[pic]-   формула   Хекшера   для
траулеров.
  [pic]- коэффициент продольной полноты.
  [pic]
1.3. Поступательная скорость гребного винта [pic]: [pic]
  [pic]- скорость судна в узлах
  [pic]
                                                                      [pic].
(5)

1.4.Коэффициент                                       засасывания[pic]:[pic]
(6)
   [pic]- коэффициент засасывания на свободном ходу.
   [pic]- формула Хекшера для траулеров.                                (7)

   [pic].

  [pic]- коэффициент нагрузки гребного винта по полезной тяге.
                                                                      [pic]
                          (8)
 [pic]- плотность морской воды.
         [pic]-        площадь        диска        гребного        винта.
                                                                      (9)

  [pic]
   [pic]

   [pic]
1.5.        Упор        гребного        винта         [pic]:         [pic]
                                                                      (10)

   [pic].

2.Выбор расчетной серийной диаграммы.

Выбор осуществляется таким образом,  чтобы  в  первую  очередь  максимальный
коэффициент полезного действия гребного винта  при  отсутствии  кавитации  и
достаточной прочности движителя.
2.1.  Минимальное   дисковое   отношение    [pic]из   условия   отсутствия
кавитации:[pic]
    (11)
[pic]- минимальное дисковое отношение из  условия  отсутствия  опасных  форм
кавитации.
[pic]
   (12)

[pic]- количество лопастей.
[pic]- количество гребных валов.
[pic]- гидростатическое давление на оси гребного винта.
[pic]
                          (13)
[pic]- атмосферное давление.
[pic]- ускорение свободного падения.
[pic]- заглубление оси гребного винта.
[pic].                                                              (14)

[pic].
[pic]- давление насыщенных паров воды.
[pic]
[pic]
2.2. Минимальная относительная толщина [pic]    (15)
[pic]- коэффициент учитывающий механические свойства материала винта.
[pic]- углеродистая сталь.
[pic].
Вывод: В качестве расчетной  серии принимаем:
 AU-CP4-70; (Z=4;[pic];[pic]).
Серия гарантирует отсутствие опасных форм кавитации.

3. Выбор гребного винта.
3.1. Выбор гребного винта в первом приближении.

Для  расчета  воспользуемся  вспомогательным  коэффициентом  [pic]Результаты
расчета представлены в таб.1 и на рис.1.



                                     Таб.1
|[pic]                 |        [pic] |              |              |
|                      |              |[pic]         |[pic]         |
|                      |5,36          |5,64          |5,92          |
|[pic]                 |1,90          |2,00          |2,10          |
|[pic]                 |3,19          |3,44          |3,70          |
|[pic]                 |0,37          |0,38          |0,39          |
|[pic]                 |0,79          |0,8           |0,81          |
|[pic]                 |0,36          |0,37          |0,38          |
|[pic]                 |125           |122           |120           |
|[pic]                 |6,76          |5,96          |5,29          |
|[pic]                 |0,171         |0,168         |0,165         |
|[pic]                 |104           |102           |100           |


  Результаты: [pic]=0,796;  [pic][pic]

3.1.1. Расчет оптимальной частоты вращения винта [pic]
[pic]
[pic]
3.1.2. Передаточное отношение редуктора.

[pic][pic]
Принимаем [pic]10,8.
   [pic]    [pic]; [pic]
   [pic]    [pic]; [pic]
     [pic].
4. Выбор расчетной (рабочей) диаграммы.
  Выбираем серию АU - CP4 – 70 c [pic].

5. Построение кривой предельной тяги и кривой предельного упора.
   Результаты расчета представлены на рис.4 и таб. 2.



                                                            Таб.2



|[pic] [pic][pic]                                                        |
|[pic]                |    0 |2     |4     |6     |8     |10    |12   |14   |
|[pic]                |0     |0,71  |1,42  |2,13  |2,84  |3,55  |     |4,97 |
|                     |      |      |      |      |      |      |4,26 |     |
|[pic]                |0     |0,15  |0,31  |0,47  |0,63  |0,78  |0,94 |1,09 |
|[pic]                |0,92  |0,94  |0,97  |1,01  |1,04  |1,08  |1,12 |1,18 |
|[pic]                |0,49  |0,47  |0,45  |0,43  |0,38  |0,35  |0,31 |0,27 |
|                     |131   |126   |121   |115   |102   |94    |83   |72   |
|[pic]                |[pic] |1286  |308   |131   |65,0  |38,3  |23,6 |15,1 |
|[pic]                |0,116 |0,116 |0,117 |0,119 |0,121 |0,125 |0,131|0,139|
|[pic]                |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: [pic]
  Максимальный упор: [pic].
  Максимальная полезная тяга: [pic]
6.2. Режим эксплуатационного рейса. (свободный ход)
   Максимальная скорость хода: [pic]
   Максимальный упор: [pic].
   Максимальная полезная тяга: [pic]
6.3. Режим сдаточных испытаний. (свободный ход)
   Максимальная скорость хода: [pic]
   Максимальный упор: [pic].
   Максимальная полезная тяга: [pic]

7. Проверка выбранного винта на прочность и отсутствие кавитации.

7.1. Проверка на отсутствие кавитации.
   Воспользуемся формулой (11) и получим.
  [pic]
   При эксплуатации гарантируется отсутствие опасных форм кавитации.



 7.2. Проверка на прочность.

   Воспользуемся формулой (15) и получим: [pic].
   Прочность гарантируется.

8.  Заключение.
    Выбранный  винт  имеет  следующие  xарактеристики:  Серия  AU-CP4-70;
Z=4;[pic]; [pic];  [pic]; [pic]



Список литературы:
1.   Войткунский   Я.И.”Справочник   по   теории    корабля”,-    А,
   Судостроение.1985г. Том.1.
2. Горянский Г.С., Моторный  А.В.  “Методические  указания  по  курсовому  и
   дипломному   проектированию   для   студентов   специальности   140112”.-
   Калининград – 1985г.



смотреть на рефераты похожие на "Расчет винта регулируемого шага"