Расчеты характеристик гребного винта

Количество движителей определяется в результате сравнительной оптимизации: рассчитывается комплексы с одним, двумя и тремя движителями. Тот ПК, у которого более высокий пропульсивный коэффициент, может быть признан лучшим. В первом приближении, если D_в^max = D_в^опт, число движителей можно определить как большее целое от следующего выражения, полученного из условия снижения КПД винта при приближении кавитации:

где E – функция выделения целой части из выражения в скобках; с^опт – коэффициент, который по данным В.А. Лесюкова [6] может быть принят равным 0,88 для пассажирских судов с винтами Трооста без насадок; 0,81 для грузовых судов и 0,85 для буксиров-толкачей с винтами в насадках с усеченными лопастями типа Каплана. Для гребных винтов с закругленными лопастями типа Трооста в насадках с^опт =0,9 – 0,94. По данным В.Н. Анфимова [3] с^опт может быть принят равным 0,85 для не буксирных судов и 0,9 для буксиров-толкачей.

В соответствии с методикой [3] коэффициенты взаимодействия винта и могут быть найдены с использованием следующих аппроксимирующих зависимостей:

- для двухвальных установок при

- для одновальных установок:

при и U-образной корме:

при и V-образной корме:

Таблица 1.4

Исходные данные для автономного расчета винта

№ п/п	Наименование переменной	Размерность	Значение
	Скорость судна	уз	12.000
	Сопротивление движению судна	кН	199.500
	Осадка судна расчетная	м	7.000
	Коэффициент общей полноты корпуса	–	0.700
	Отношение Dв /TSU	–	0.720
	Частота вращения винта (0 – аппроксимация)	об/мин	0.000
	Плотность забортной воды	т/м^3	1.025
	Число валопроводов на судне	–

Для КПД h _в винта в свободной воде предложена зависимость в функции от коэффициента нагрузки по упору CTA = 8 KT / pl_p ²:

что позволяет найти значение пропульсивного коэффициента h_пр:

(1)

В табл.1.4 приведены исходные данные для расчета гребного винта в соответствии с изложенной методикой. В дополнительных пояснениях нуждаются лишь п.5 и 6 этой таблицы. В п.5 задан диаметр гребного винта D_в в долях от расчетной осадки судна кормой T_к:

Для морских судов по данным А.Ш. Ачкинадзе для одновальных установок и 0,6 – 0,65 для двухвальных. Для судов речного и смешанного плавания принимается по результатам исследований Б.А. Лесюкова, приведенных в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Оптимальные значения туннельности винтов

Тип судна	Характеристики	Оптимальные значения
Буксиры - толкачи	Класса «М» и «О»	0,8 – 1
Буксиры - толкачи	Класса «Р» и «Л»	0,95 – 1,2
Грузовые теплоходы	B/T 5	0,5 – 0,65
Грузовые теплоходы	B/T > 5,5	0,7 – 0,85
Пассажирские суда	B/T < 6	0,65 – 0,75
Пассажирские суда	B/T > 7	0,8 – 1,2

Между тремя параметрами винта – его диаметром D_в частотой n_в и упором P= существует функциональная зависимость [3, 6]:

(2)

Значение K зависитот величины пропульсивного коэффициента (1). По данным Л.С. Артюшкова при h_пр =0,62 коэффициент K =11,8.

Винт, характеристики которого соответствуют соотношению (2), работает при оптимальной относительной поступи. В случае, если это также винт наибольшего допустимого по условиям осадки диаметра, то это полностью оптимальный винт.

Частота винта, взаимодействующего с малооборотным ДВС равняется частоте последнего и обычно больше оптимальной, соответствующей диаметру винта. При расчете дизельной установки с СОД применяется винт наибольшего диаметра, так как его согласовывает с двигателем передача с выбираемым передаточным отношением. Если в п.6 табл.1.3 будет задана частота n_в = 0.0, то искомая частота будет найдена из аппроксимации Л.С.Артюшкова. Коэффициент К в зависимости (2) уточняется в итерациях после определения h_пр.

В табл. 1.6 приведен результат работы модели расчета винта с данными из табл.1.3. Здесь также приведены идентификаторы переменных в аппроксимирующих зависимостях для КПД винта.

Таблица 1.6

Результаты расчета гребного винта

Дата добавления: 2015-08-13