Расчет сопротивления воды движению судна, расчет и конструирование гребных винтов

Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное государственное учреждение высшего

профессионального образования

Дальневосточный федеральный университет

Инженерная школа

Кафедра: «Судовая энергетика и автоматика»

 

 

 

 

 

 

Дисциплина: Теория и устройство судна

 

 

 

«Пояснительная записка к курсовой работе по судовым движителям»

Тема: Расчет сопротивления воды движению судна, расчет и

конструирование гребных винтов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    Выполнил: Ивлев М.С. 

                                                           Группы С-3338   

                                                                   Проверил: Китаев М.В.                                                                          

 

 

 

 

                                                           Владивосток

2013г.

 

                                         Задание на курсовое проектирование

 

Рассчитать  и спроектировать гребной винт для  заданного судна.

Тип судна: танкер

Характеристики судна:

L=280м, длина

В=43м, ширина

Т=16 м, осадка

δ= 0,825м, коэффициент общей полноты

V_s= 15 узл., скорость

Z_p=1, число гребных винтов.

L/B = 6.51

B/T = 2.69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V- объемное водоизмещение судна, м³

L - длина судна, м;

Т - расчетная осадка судна, м

- коэффициент общей полноты судна;

V_s - расчетная скорость судна, узл;

график зависимости сопротивления  воды R и  буксировочной мощности Р_e от скорости в диапазоне расчетных скоростей.

При  выполнении используется  международная  система единиц СИ, в качестве основных единиц принимаются единицы:

-    силы - килоньютон кН;

-    мощности - киловатт кВт;

-    скорости - узел, т.е. одна  морская миля в час (I уз -0,514 м/с).

Массовая плотность воды ρ = 1,025 т/м³.

В методических указаниях используются следующие обозначения:

V_s - скорость судна, в узлах;

v - скорость судна, в м/с;

R - сопротивление воды движению судна, кН;

Р_E - буксировочная мощность судна, кВт;

Z_p - число гребных винтов на судне;

Z - число лопастей гребного винта;

А_E /А₀ - дисковое отношение винта;

D - диаметр винта, м;

Р/D - шаговое отношение винта;

п_т - число оборотов винта, об/мин;

п - частота вращения винта, об/с   :;

Т - упор гребного винта, кН;

Т_E - тяга гребного винта, кН;

Ps - мощность на фланце двигателя, кВт

 

2. Расчет сопротивления  и буксировочной мощности.

 

Площадь смоченной поверхности  находим по формуле:

 

 м³

 

№	Формула	ед.измер.	Значения
1	Vs	узл.	14	15	16
2	V	м/с	7,2	7,71	8,23
3	Re=VL/n		6,18*10-9	6,95*10-9	7,41*10-9
4			1,91	2,05	2,18
5	CFO(Re)		1,504*103	1,492*103	1,478*103
6	Cr		0,66*103	0,63*103	0,65*103
7	КL/B		1.005	1.016	1.02
8	KB/T		1.044	1.028	1.029
9	CR=(6)*(8)*(11)*(aB/T)*(12)			0.721*103	0.777*103
10	Ca		0.1*103	0.1*103	0.1*103
11	Сар		0.05*103	0.05*103	0.05*103
12	C=(5)+(6)+(10)+(11)		2.38*103	2.379*103	2.421*103
13	R=C* (ρ*ϑ^2)/2*Ω	кН	1161.003	1453.35	1764.641
14	Pe=R*V	кВт	5812	7969	10796
15	Кхс		1,025	1,096	1,14

 

 

 

 

 

 

3. Расчет гребного винта  на заданную скорость (1-е приближение).

 

 

1	z	4,00
2	TE=R/zp	1453.35	кН
3	Wt=0.5d-0.05	0,362
4	t=0,8*Wt	0,289
5	PS0=Pe/h0; h0=0.6	18690,04	кВт	Þhном	119
6	Ae/A0	0,7
7	nA=n(1- Wt)	4,57	м/с
8	T=TE/1-t	2046,81	кН
9	a’	1,03

 

 

Таблица №4

 

№	Обозначения	Размерность	n1	n2	n3	n4
1	nm	об/мин	95	107	119	131
2	n= nm/60	об/с	1,58	1,78	1,98	2,18
3			0,54	0,51	0,49	0,46
4	J’=f(KNT)-по диаграмме		0,37	0,35	0,33	0,3
5	J=J’a’		0,38	0,36	0,34	0,31
6	D=(0,65-0,75)*Т	м	10,4	11,3	11,62	12
7	KT=T/(rn2D4)		0,24	0,25	0,24	0,2
8	P/D=f(J,KT)-по диаграмме		0,9	0,87	0,82	0,79
9	h0=f(J,KT)-по диаграмме		0,75	0,78	0,79	0,81
10			0,78	0,79	0,80	0,81
11		кВт	15086,3	14921,8	14796,9	14558,92

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Подбор двигателя.

 

Принимаем двигатель:

Двигатель:11 ДКРН 67/170-11 nном=119об/мин   Ps=15100 кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 5.Расчет винта на полное использование мощности выбранного двигателя (2-е приближение).

 

1	Ps	кВт	15100
2			0,343
3	t=0,8*Wt		0,274
4	x		1,00
5	D=0,72T	м	11,52
6			0,025
7	n	об/с	2,03
8			0,65
9	h0=T-0.6D	м	9,28
10	(AE/A0)Д		0,7
11	ZД		4,00

 

			Скорость м/с
№	Обозначения	Размерность	7,71
1	TE=R/ZP	кН	1453.35
2	VA=V(1-WT)	м/с	7,28
3	T=TE/1-t	кН	1613,87
4		кН	853,55
5			0,79
6	J’=f(K’NT)-по диаграмме		0,49
7	J=a’J’		0,5
8	D=0,75Т	м	11,62
9			0,19
10	P/D=f(J,K’T)-по диаграмме		0,85
11	h0=f(J,K’T)-по диаграмме		0,46
12			0,78
13	KД=1+0.1((AE/A0)Д -(AE/A0))		1,00
14		кВт	14796,

 

 

 

 

 

 

 

 

По  полученым данным строится паспортная диаграмма судна

1	D	м	12
2	P/D		0,85
3	z		4,00
4	AE/A0		0,7
5	WT		0,343
6	t		0,274
7	P1/D		0,85
8	S1=1-(J/P1/D)		-0,02

 

 

 

 

Список литературы

1. Антоненко В.С., Антоненко С.В., Чашков М.Т. Расчёт и конструирование гребных винтов: Методические указания  /ДВГТУ, -Владивосток, 1999.
2. Кацман Ф.М., Кудреватый Г.М. Конструирование винто-рулевых комплексов морских судов. –Л.: Судостроение, 1974.

      3. Войткунский Я.И. ”Справочник по теории корабля” ,- Л, Судостроение, 1985г. Том.1.