Кривые действия гребного винта в свободной воде и их практическое использование. Диаграммы гребных винтов фиксированного шага

Проведя ряд вычислений и заменив соответствующие интегралы на К1 и К2 получим:

Мощность, необходимая для вращения гребного винта, равна:

КПД гребного винта, вращающегося в свободной воде, равен отношению полезной мощности, отдаваемой винтом, к мощности, затраченной на его вращение:

Кривые зависимостей безразмерных гидродинамических характе­ристик η _р, K₁ K₂ от относительной поступи называют кривыми дей­ствия гребного винта в свободной воде. Для геометрически подобных гребных винтов и их моделей при соответствующих состоя­ниях поверхностей лопастей и ступиц кривые действия в свободной воде тождественны.

Рис.(кривые действия гребного винта в свободной воде)

Специальные режимы работы гребного винта: а -швартовный; б-винт -движитель; в -нулевого упора; г -нулевой подъемной силы; д -в зо­не Параля; е — гидротурбины

 

Диаграммы для расчета гребных винтов позволяют решать мно­гие эксплуатационные задачи, в том числе задачи, необходимые судоводителю. В частности, с помощью этих диаграмм определяют достижимую скорость судна, упор гребного винта, строят паспортные диаграммы.

Диаграммы для расчета гребных винтов являются результатом систематических испытаний моделей гребных винтов в опытовых бассейнах или специальных лабораториях - в кавитационных трубах. Эти испытания позволяют установить взаимосвязь всех геометри­ческих характеристик (Н_в /D_B; θ; z; D₀ /D_B и др.) и их влияние на эффек­тивность работы гребных винтов. Испытания моделей гребных винтов заключаются в измерении упора Р и момента М_р гребного винта при различных частотах вра­щения n и различной скорости поступательного движения υ _р. Резуль­таты испытаний обрабатываются в виде кривых действия гребного винта. Серии моделей винтов обычно варьируются по H_B/D_B; θ; z при сохранении контура лопастей, формы лопастных се­чений, их относительной толщины к относительного диаметра ступи­цы. Кривые действия гребного винта позволяют решать проектные и эксплуатационные задачи, причем обычно достаточно располагать кривыми К₁= f(λ _p) и η _р = f(λ _p) либо К₂ = f(λ _p) и η _р = f(λ _p) в зависи­мости от того, какая задача решается.

В мировой практике для этих целей широко используют диаграм­мы, построенные на основе кривых действия гребных винтов. Ориги­нальная форма таких диаграмм, получившая признание в нашей стране, предложена Э. Э. Папмелем. Существо ее заключается в том, что на кривых действия серийных винтов соединяются точки с одина­ковым значением КПД на линиях К₁= f(λ _p) и К₂= f(λ _p).В результате получаются две диаграммы - одна для решения задач, когда выби­рается двигатель, другая - обратная, когда его характеристики из­вестны и для них с помощью диаграммы рассчитываются элементы винта и скорость судна. По обеим диаграммам легко определить оптимальные диаметр винта или частоту его. вращения, скорость судна или упор винта, его шаговое отношение, потребляемую мощность двигателя и т. д. Если диаметр или частота вращения не известны, то такую задачу можно решить методом последовательных приближений. Для облегчения решений задач с помощью диаграмм Папмелем был предложен ряд расчетных коэффициентов, позволяющих в зависи­мости от условия задания решать прикладные задачи по ходкости судна.

На рис. представлены схема построения диаграммы(a) и ее общий вид(b). Схема построена в координатах К₁ - λ _p, очевидно, что вторая половина диаграммы - в координатах К₁ - λ _p - будет аналогичной.

 

 

Структура пропульсивного коэффициента. Пути его повышения.

Совершенство гидродинамического комплекса движитель - корпус судна принято характеризовать так называемым пропульсивным коэффициентом η, который определяется/ отношением буксировочной мощности судна EPS =Rυ =P_eυ к мощнос­ти N_p =ω Mp, затрачиваемой на вращение гребного винта:

Здесь ω - угловая скорость вращения винта. Подставляя в формулу уже известные выражения Р_е = Р(1 - t) и υ = υ /(1-ψ ) и учитывая коэффициентом i= i₁/i₂ влияние неравномерности потока в диске винта, получаем:

где η _к= (1 - t)i/(l – ψ ) - коэффициент влияния корпуса.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: