Теория устройства судна и движителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации.

Департамент речного транспорта.

Волжская государственная академия водного транспорта.

Кафедра проектирования судов.

Курсовой проект по дисциплине:

«Теория устройства судна и движителей»

Вариант № 29

Выполнил студент: Воронин С.В.

Проверил преподаватель:

Фунтикова Е.В.

г. Нижний Новгород

1. Расчет сопротивлению движения судна

По результатам буксировочных испытаний модели пересчитываем результаты на натурное судно, которая дана в виде таблицы в задании.

По данным таблицы строим график зависимости сопротивления судна от скорости движения.

Проектировочный расчет винтовых движителей.

Расчет элементов движительного комплекса судна при выборе главных движителей.

Тип движителя принимается в зависимости от заданного типа судна. Так как, согласно задания тип судна -грузовое судно, то принимаем «ВН»- комплекс гребной винт- кольцевая направляющая насадка.

Расчет производиться по расчетным диаграммам для винтовых движителей «ВН» с наиболее распространенными геометрическими характеристиками:

1. Дисковое отношение = 0,55

2. Число лопастей Z= 4

По приближенным формулам рассчитываем коэффициент взаимодействия движительного комплекса и корпуса судна. Формула выбирается в зависимости от количества и положения гребных винтов.

- коэффициент попутного потока, равен

= 0,65 (0,50- 0,05) ,где: - коэффициент полноты водоизмещения.

= 0,65 (0,500,850- 0,05) = 0,2416 0,24

t = коэффициент засасывания.

t= 0,6 = 0,6 0.24= 0,14

Далее вычисляем скорость судна с учетом коэффициента попутного потока.

= (1-) ,где: - скорость судна согласно задания, м/с

= 17/3,6= 4,72 м/с.

= 4,72 (1- 0,24) = 3,59 м/с.

Далее рассчитываем упор винта

Р= , где:

R()- значение сопротивления судна полученное графически. R= 31,5 кН

х- количество винтов.

t- коэффициент засасывания.

Р== 52,5 кН.

Назначается ряд значений диаметра гребных винтов D, возможных по условию размещения к установке на судно. Минимальный размер диаметра равен: D= 0,45Т , где Т- осадка судна.

D=0,45 1,37= 0,62 м.

Величина максимально допустимого диаметра D определяется в зависимости от формы кормы.

D= d Т, где d для туннельной кормы при х= 1, равен 1.

D= 1 1,37= 1,37 м.

В пределах D и D выбираем три значения D через равные промежутки.

D= = 0,187

D= D+D= 0,62+ 0,187= 0,807 м.

D= D+ D= 0,994 м.

D= D+ D= 1,181 м.

Выбранные значения вписываются в таблицу.

По результатам расчетов строится график зависимостей

D= f(n) и N= f(n)/

При выборе двигателя следует принимать во внимание следующее:

Эксплуатационная мощность двигателя N, при которой должна быть обеспечена заданная скорость движения судна, меньше номинальной мощности на 15%, для того, чтобы двигатель имел требуемый резерв мощности.

По результатам построения графика , выбираем тип двигателя, удовлетворяющий по мощности, расходу топлива, ресурса, массы двигателя.

Выбранный тип двигателя.

N= 0,85 N= 397,8 кВт.

N= N = 397,8 0,97 0,97= 374,3 кВт;

судно лопасть двигатель

2. Расчет элементов движительного комплекса

Выписываем величины, которые принимаем из предварительных расчетов при D= 1.37м;

= 3,59 м/с; Р=52,5 кН; К=0,791:

Выбираем число лопастей по величине коэффициента упора.

Так как К2,0 ,то Z= 4.

Минимально допустимое дисковое отношение по толщине равно:

= 0,0813

,где: а - числовой коэффициент, равный 0,05

- предельное значение относительной толщины лопасти на относительном радиусе и равный 0,09.

m- коэффициент неравномерности нагрузки на лопасть, равный 1,15.

Упор винта рассчитывается в зависимости от упора комплекса Р по соотношению:

Р= к Р= 0,8 52,5= 42 кН,

Где: к- числовой коэффициент, равный 0,8

отсюда:

= 0,0813= 0,409.

Минимально необходимое дисковое отношение по условию отсутствия кавитации равно:

=

где: D- диаметр винта

P- абсолютное гидростатическое давление на уровне оси винта и равное:

P= Р+ gh ,где:

Р- атмосферное давление, равное 101300 Па

- плотность воды, равная 1000 кг/м

h- глубина погружения оси гребного вала, рассчитываемая приближенно по формуле h=Т- D/2

Р- давление насыщенных паров воды, принимаемой равным 2000 Па.

Отсюда;

= = 0,898

Минимально необходимое дисковое отношение винта принимаем равным большему из полученных значений и

Принимаем дисковое отношение равным 1,0.

Устанавливаем контур лопасти винта

= 4,42

== 1,473м

Получаем саблевидный контур лопасти (тип «Трооста»). Уточняем значение коэффициентов попутного потока и засасывания.

=

=

t= 0,37

Выписываем все полученные уточненные элементы

Х=1; N=374,3 кВт; n= 5 об/с; = 0,5; t=0,37; = 1,0

Далее выполняем расчет элементов винтового движителя на полное использование мощности главных двигателей.

Так как оптимальный диаметр винта получился больше допустимого D=1,37 м., то принимаем D и изменим форму расчета.

3. Согласование двигателя, движителя и корпуса судна.

Расчет ограничительной характеристики судна.

По результатам расчета строим график зависимости

=f(n) и =f(n).

Расчет динамических характеристик винтовых движителей.

4. Построение винтовых характеристик

По компьютерным данным строим график ходовых и тяговых характеристик.

Кривая N при М= const ограничивает мощность двигателя по тепловому режиму, а кривая N при n= n, ограничивает мощность по допустимой частоте вращения. Поле допуска лежит выше этих линий.

В данном случае получаю три винтовые характеристики:

1. Линия N при Т= 1,37 м является характеристикой для нормального винта, так как в этом случае заданная скорость движения судна достигается при номинальной мощности двигателя.

2. Линия N при Т= 1,71 м является характеристикой тяжелого винта. В этом случае заданная скорость движения судна не достигается , а мощность двигателя выходит за пределы теплового режима, которые установлены для данного двигателя.

3. Линия N при Т= 1,09 м является характеристикой легкого винта. В этом случае заданная скорость движения судна достигается при мощности двигателя ниже номинальных, вследствие этого снижение технико-экономических показателей данного двигателя.

Размещено на Allbest.ru