|
|
ОглавлениеГлава 1. Общие сведения о судовых движителях Глава 2. Геометрия гребного винта Глава 3. Серийные испытания моделей винтов и построение расчетных диаграмм Глава 4. Взаимодействие винта и корпуса Глава 5. Кавитация гребных винтов Глава 6. Гребные винты регулируемого шага Глава 7. Элементы вихревой теории гребного винта Глава 8. Повышение эффективности гребных винтов Глава 10. Крыльчатые движители Глава 11. Пропульсивные испытания судов Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуГлава 6. ГРЕБНЫЕ ВИНТЫ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА6.1. Паспортная диаграмма гребного винтаВ настоящем пособии опущены разделы, посвященные конструированию винтов, расчетам прочности лопастей. Эти вопросы изложены в специальной литературе; краткие сведения имеются в методических указаниях В.С. Антоненко, С.В. Антоненко и М.Т. Чашкова «Расчет и конструирование гребных винтов» [4]. Расчет паспортной диаграммы также отражен в этих методических указаниях, здесь будут изложены некоторые дополнительные сведения. Кроме того, знание паспортной диаграммы потребуется нам при дальнейшем изложении. Паспортная диаграмма гребного винта – это совокупность согласованных между собой характеристик корпуса, двигателя и винта при различных скоростях судна и частотах вращения двигателя. Расчет ее ведется в табличной форме (табл. 6.1). Таблица 6.1 Расчет паспортной диаграммы гребного винта Значения относительной поступи во 2-й строке задаются. При выполнении курсовой работы рекомендуется выбирать их следующим образом: первое значение берется достаточно малым, например 0,10–0,20 (рекомендуются круглые значения, в соответствии с линиями сетки на расчетной диаграмме, что избавит от необходимости интерполяции); третье удобнее брать равным тому, которое получилось в последнем приближении; второе берется примерно посередине между ними; наконец, последнее следует принять на 0,1–0,15 больше третьего. Для расчета берется диаграмма, построенная для серии моделей, у которых число лопастей совпадает с числом лопастей проектируемого винта, а дисковое отношение отличается как можно меньше. Если по каким-либо причинам это требование выполнить не удается, необходимо пересчитать коэффициент упора и КПД, как указано ниже. На расчетной диаграмме проводится (мысленно – не забывайте о том, что после вас книгой будут пользоваться другие!) кривая, соответствующая шаговому отношению проектируемого винта. На ней находят точки, соответствующие выбранным значениям поступи, и по этим точкам – величины коэффициента упора и КПД, которые записывают в строки 2 и 6. При несовпадении числа лопастей и дискового отношения коэффициент упора и КПД, снятые с диаграммы, пересчитывают по следующим формулам: В табл. 6.1 предусмотрен учет зависимости коэффициента засасывания от скольжения s1, рассчитанного по шаговому отношению нулевого упора P1/D. Его лучше всего определять по расчетной диаграмме – оно равно относительной поступи в точке пересечения кривой, соответствующей шаговому отношению рассчитываемого винта, с осью поступей и всегда несколько превышает геометрическое шаговое отношение. В строке 4 индекс «0» относится к расчетному режиму движения (с заданной скоростью), величины без этого индекса относятся к выбранной поступи. Понятно, что при совпадении J3 с расчетной коэффициенты t и t0 тоже совпадут. Пропульсивный КПД, подсчитанный в строке 7, получается умножением КПД, снятого с диаграммы, на коэффициент влияния корпуса, в который, кроме коэффициентов попутного потока и засасывания, входят также два коэффициента iT и iQ, учитывающие влияние неравномерности потока в диске винта соответственно на упор и момент. Величины их зависят от способа их определения и чаще всего мало отличаются от единицы; в курсовой работе их можно принимать равными 1,00. После заполнения первых 7 строк табл. 6.1 каждый столбец делят на 4 части и выбирают 4 значения оборотов винта в минуту. Рекомендуется четвертое (или третье) из них брать равным расчетному (номинальному), первое – минимально возможному, а если оно неизвестно – примерно 0,5-0,6 от номинального, остальные значения берутся через приблизительно равные интервалы. Примерный вид паспортной диаграммы показан на рис. 6.1. По горизонтальной оси отложены скорости судна в м/с, по вертикали вверх – тяга винта в кН при различной частоте вращения гребного вала, значения которой в об/с указаны под рисунком, вниз – мощности, потребляемые при этом гребным винтом, в кВт, уменьшенные в 10 раз (знак «-» поставлен условно). Кроме того, в верхней части рисунка построена кривая сопротивления движению судна, а внизу – соответствующей мощности, которую требует судно от винта (она равна частному от деления буксировочной мощности на КПД винта, вала и передачи) – утолщенные линии. Рис. 6.1. Паспортная диаграмма гребного винта На диаграмме строятся также некоторые другие кривые, например, изображающие зависимость между мощностью и частотой вращения главного двигателя или сопротивление движению в различных условиях. По такой диаграмме можно решать некоторые задачи, связанные с ходкостью судна. Например, если судно занимается буксировкой другого судна, трала или иного объекта, по известной скорости движения и частоте вращения винта можно определить тягу на гаке, т.е. сопротивление буксируемого объекта. Для этого от точки на оси абсцисс, соответствующей заданной скорости, вверх проводится вертикаль до пересечения с кривой тяги винта при известной частоте вращения. Тяга на гаке определяется как разность между полезной тягой винта и сопротивлением движению судна-буксировщика. 6.2. Взаимодействие винта с судовой энергетической установкойВнимание! Авторские права на книгу "Судовые движители. Учебное пособие" (Антоненко С.В.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
