Пример расчета и построение частной паспортной диаграммы судна с винтом регулируемого шага

3.4.1. Исходные данные взяты из паспортных характеристик того же судна, использовавшегося в раннее приведенных примерах:

■ Размерения корпуса судна:

длина судна между перпендикулярами L =172,86 м;

ширина судна по миделю В =22,87 м;

осадка но грузовую марку Т =9,54 м;

водоизмещение судна в грузу V _r= 30900 т;

скорость полного хода в грузу υ_г = 18 узл.

■ Гидродинамические характеристики гребного винта:

диаметр винта D= 6,05 м;

расчетный (конструктивный) шаг винта Н_р =5,75 м;

число лопастей Z=4;

дисковое отношение θ =0,45;

расчетное (конструктивное) шаговое отношение (Н / D)_р=0,95;

■ Данные по главному двигателю

номинальная эффективная мощность N_ен =10200 кВт;

номинальная частота вращения и п_сн =107 мин^-1 =1,78 с^-1;

удельный расход топлива В_е =0,175 кг/кВт·ч;

эффективный КПД η_е =0,49.

■ Передача мощности от ГД к гребному винту — прямая.

■ КПД линии валопровода принимаем равным η_вл= 0,98

Коэффициент полноты корпуса судна определяем по формуле:

3.4.6.Выполняем расчет мощности ГД по закону винтовой характеристики при движении судна в грузу (расчетная номинальная винтовая характеристика), используя кубическую зависимость изменения мощности от скорости движения судна, N_e=c₂v³.

3.4.7.По кривым действия гребного винта (по Z и θ) находим безразмерные коэффициенты момента k₂ для всех принятых значений относительной поступи λ_р и шагового отношения H/D.

3.4.12.Согласно расчетам проводим построение ходовой характеристики судна, т.е. зависимости изменения Р_е от скорости хода судна и шагового отношения в координатных осях «Р_е - υ».

3.4.13.Для определения максимально достижимой полезной тяги Р_е при различных скоростях движения судна, когда ГД может работать с постоянными величинами номинальной мощности (N_ен =10200 кВт) и частота вращения (п_сн =1,78 с^-1), но с переменным шаговым отношением (H/D=var), находим по кривым действия винта значения безразмерных коэффициентов упора k₁ из условия, что при постоянной мощности ГД будет соответственно постоянный коэффициент момента k₂=const.

3.4.14.Определяем значения полезной тяги Р_е по формуле P_e-= c₄k₁ для выше найденных величин k₁ и строим зависимость изменения достижимой величины Р_е в области режимов работы пропульсивной установки от расчетного (υ = υ_Г) до швартовного (υ = 0).

Для построения номограмм для определения пропульсивного КПД и расхода топлива на ГД воспользуемся данными расчетов, приведенными в методических указаниях для выполнения курсовой работы.

По результатам вышеприведенных расчетов на рис. 3.2 представлена режимная карта пропульсивной установки судна с ВРШ.

Вопросы к разделу 3

1. В каком случае ГД работает по винтовой характеристике?

2. Чем отличаются управления главным двигателем судна с ВРШ и с ВФШ?

3. Какие основные возможные режимы работа ГД и ГВ можно осуществить в установке с ВРШ?

4. Почему при работе на ВРШ условия работы для перегрузки ГД становятся более вероятными?

5. Что такое регулятор нагрузки и для каких целей он предназначен?

6. В чем заключается сложность расчета и построения паспортной диаграммы для пропульсивной установки с ВРШ?

7. Почему значительно упрощается расчет и построение паспортной диаграммы судна с ВРШ при постоянной частоте вращения ГВ?

8. Какие необходимо иметь данные для расчета паспортной диаграммы установки с ВРШ?

9. Какая зависимость существует между скоростью судна и шагом ВРШ?

10. Какие режимы работы ПУ с ВРШ характеризуются постоянной величиной безразмерного коэффициента момента k₂.

11. Какие ограничительные характеристики режимов работы ГД существуют при работе на ВРШ?

12. Определите на паспортной диаграмме величину располагаемой полезной тяги при различных скоростях хода?

13. Определите на паспортной диаграмме величину тяги на гаке при различных скоростях хода судна.

14. Определите на паспортной диаграмме величину сопротивления корпуса судна при различных скоростях хода.

15. Пользуясь режимной картой ПУ, определите пропульсивный КПД установки при различных скоростях хода судна.

16. Пользуясь режимной картой ПУ, определите часовой расход топлива ГД при различных режимах его работы.

17. Пользуясь кривыми действия ГВ, определите коэффициенты упора k₁ и момента k₂ для разных значений H/D.

Рис. 3.2. Режимная карта пропульсивной установки судна с ВРШ