Опустим 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». 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).
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.
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).
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:
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.
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.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.