Расчёт паспортных характеристик и построение паспортной диаграммы.

Приведенные в раздел 7 расчетные схемы позволяют определить проектную скорость хода судна или параметры его силовой установки при заданном водоизмещении, чистом корпусе и винте при благоприятных погодных условиях. Однако для суждения о ходовых качествах судна необходимо знать скорость хода судна и потребляемую ГВ мощность при различной частоте вращения винта (меньше номинальной) и при различных условиях эксплуатации. Чтобы выполнить расчеты ходкости для всего много-образия эксплуатационных условий, строят так называемые паспортные диаграммы, или ходовые характеристики судна, представляющие собой совокупность согласованных между собой характеристик корпуса, двигателя и движителя, построенных в зависимости от его скорости хода.

 

 

Паспортная диаграмма судна состоит из двух графиков, расположен-ных один над другим. По оси абсцисс, общей для обеих частей диаграммы, откладывают скорость хода судна (в узлах), по оси ординат верхней части диаграммы – полезную тягу винта Р_е (кН), по оси ординат нижней части – мощность энергетической установки N_e (кВт).

Исходными данными для расчёта паспортной диаграммы являются: гидродинамические характеристики гребного винта, а так же его диаметр D , число лопастей Z , дисковое и шаговое отношения Ѳ и H/D, коэффициенты взаимодействия винта с корпусом, номинальные значения мощностей и частоты вращения двигателя и его ограничительная характеристика, кривые сопротивления корпуса R = f( ) при различных условиях плавания.

Расчёт паспортных характеристик рекомендуется выполнить по таблице 11 в следующей последовательности:

1. Принимают 5 -6 округленных( до 5 или 10 мин^-1) значений частоты вращения в диапазоне (0, 8 – К ) n _ном , при этом в число табличных значениях частоты вращения рекомендуется включать:

а) для судов с дизельными установками:

- номинальную частоту вращения n _ном

- расчётную частоту вращения n _расч = К n _ном

- долевые от n _ном - округленные значения частоты вращения, рекомендуемые для построения ограничительной характеристики двухтактных малооборотных дизелей фирм «Зульцер», «МАН» различных типов ~ (0, 8; 0, 9; 0, 95) n _ном ; таких же дизелей фирмы «Бурмейстер и Вайн» и «БМВ» ~ (0, 8; 0, 9; 0, 97) n _ном ; дизелей других типов – произвольно;

б) для судов с ПТУ, ГТУ и ЭУ: номинальную частоту вращения n _ном ;

Долевые от n _ном - произвольно, округленно.

2. Принимают 5 округленных значений относительной поступи в пределах (0, 5÷ 1, 2) I, где I - расчётное значение относительной поступи, полученное в результате расчётов в разделе 7. Одно из табличных значений (предпоследнее) должно быть равно расчётному. Все табличные значения I , кроме расчетного, рекомендуется округлить до 0, 02, то есть должно быть принять например:

I = 0, 32; 0, 44; 0, 6… и т.п..

3. Для рассчитанного гребного винта с обеих частей соответствующей диаграммы (K_T, K_Q - I) по значениям I и H/D снимают и заносят в таблицу коэффициенты упора K_Т и момента K_Q. Дальнейший расчёт выполняют по формулам:

; (уз)
; (кН)
(кВт)

По результатам расчётов строят паспортную диаграмму судна (рисунок 8).

На паспортной диаграмме должны быть построены:

1. Кривые тяги и мощности на гребном винте при n=const для всех значений n , принятых в таблице.

2. Кривая потребной тяги (буксировочного сопротивления) R= f(Ѵ _s), полученная по расчёту сопротивления воды движению судна, отнесённое к числу гребных винтов.

3. Кривая потребной мощности N_e = f(Ѵ _s), если расчёт винта выполняется по расчётной схеме подраздела в 7.1 и 7.2; и
,

где η _o - расчетный КПД гребного винта, если расчёт выполняется по расчётным схемам подразделов 7.3 и 7.4.

4. Кривая располагаемой мощности – ограничительная характеристика ДВС или внешняя характеристика ПТУ, ГТУ и ЭУ.

5. Кривая располагаемой тяги, соответствующая кривой располагаемой мощности, которая строится путём переноса точек пересечения кривых N_e (n) и N_e (n, Ѵ _s) на соответствующие кривые P_e (Ѵ _s, n). Oрдинаты, полученные таким образом, кривой P_e (n) позволяют определить значение максимальной тяги, достижимой при данном гребном винте и двигателе.

Кривую располагаемой мощности следует строить в диапазоне

n ≤ n _ном, руководствуясь рекомендациями:

- для двухтактных малооборотных дизелей фирм «Зульцер», «Бурмейстер и Вайн», «БМВ» и «МАН» различных типов по данным таблицы 8;

- для дизелей других типов, исходя из предположения, что ограничительной характеристикой является кривая M_kp =const, которая рассчитывается по формуле: ;

- для ПТУ, ГТУ и ЭУ при отсутствии фирменной внешней характеристики, внешняя характеристика рассчитывается по форме Флюгеля:

,

Где μ - коэффициент принимаемый равным 1, 75.

 

Таблица 8

	0, 8	0, 9	0, 95	0, 97	1, 0	K	Тип двигателя
Ne/ Ne ном	0, 62	0, 815	0, 9	0, 97	1.0	1, 0	«Бурмейстер и Вайн», КМЗ
0, 68 0, 52	0, 9 0, 73	0, 95 0, 86	0, 97 0, 913	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	Зона В Зона А «Зульцер»
0, 59 0, 66	0, 819 0, 9	0, 95 0, 95	0, 97 0, 97	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	Зона В Зона А «МАН»

 

При помощи паспортной диаграммы определяют:

- проектную скорость хода судна при n = n _ном - по точкам пересечения кривых полезной тяги P_e (Ѵ _s, n) и буксировочного сопротивления

R =f (Ѵ _s), мощности N_e (Ѵ _s, n) и потребной мощности N_e (Ѵ _s);

- максимальную скорость судна на испытаниях – по точкам пересечения кривых располагаемой и потребной тяги P_e (n) и R =f (Ѵ _s) и располагаемой и потребной мощности N_e (n) и N_e (Ѵ _s);

- запас мощности двигателя, как относительную разность между номинальной мощностью и мощности при скорости Ѵ _s = Ѵ _{s пр}.

Помимо этого, паспортная диаграмма позволяет решать следующие задачи:

- определение частоты вращения, необходимой для обеспечения заданной скорости судна;

- определение скорости судна по частоте вращения;

- проверка соответствия гребного винта двигателю;

- определение допустимой скорости без перегрузки главного двигателя при изменении сопротивления судна в эксплуатации в результате обрастания корпуса, изменения осадки, буксировки объектов, преодоления льда и т. п.

 

Пример

Расчета оптимальных элементов гребного винта, обеспечивающих наибольшую скорость хода при заданной мощности и частоте вращения силовой установки.

Тип судна - нефтерудовоз.

Длина расчетная L =244, 4 м.

Ширина по ГВЛ В = 38, 8 м.

Осадка расчетная, средняя Т = 14, 53 м.

Коэффициент общей полноты δ = 0, 8

Коэффициент полноты мидельшпангоута β = 0, 99

Коэффициент полноты ватерлинии α = 0, 9

Мощность главного двигателя N_{e ном} = 12500 кВт

Частота вращения n _ном = 115 об/мин (1, 92 с^-1)

Тип СЭУ – ДВС с прямой передачей.

Завод-изготовитель ДВС – БМВ.

Число гребных винтов Z_p =1

Расчет сопротивления воды и буксировочной мощности выполнен в соответствии с методическими указаниями, приведенными в пособии [2].

Данные о сопротивлении и буксировочной мощности представлены в таблице 9 и на рисунке 6.

 

Исходные данные Таблица 8

Скорость судна уз
R, кН	778, 0	895, 9	1039, 8	1224, 5	1486, 5
кВт

Рис. 6. Зависимость полного сопротивления и буксировочной мощности от скорости.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. D-технология построения чертежа. Типовые объемные тела: призма, цилиндр, конус, сфера, тор, клин. Построение тел выдавливанием и вращением. Разрезы, сечения.
2. Diana 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
3. DSM-IV-TR: Основные характеристики.
4. I Общая характеристика загрязнений естественного и антропогенного происхождения
5. I Расчет номинального состава бетона
6. II. Характеристики суицидальной идеаторной активности
7. III. Порядок заполнения титульного листа расчета
8. MS Excel. Расчеты с условиями. Работа со списками
9. U-образные характеристики синхронного генератора
10. U–образные и рабочие характеристики синхронного двигателя
11. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
12. А 5. Клиническая характеристика ХОБЛ при среднетяжелом и тяжелом