Описание судна…



страница3/3
Дата03.01.2022
Размер2.12 Mb.
#16972
Название файлаtanker.docx
ТипРеферат
1   2   3
Главные размерения:




  • Длина наибольшая LНБ=83,55 м


  • Длина по КВЛ LКВЛ=77,2 м


  • Длина между перпендикулярами LПП=77,2 м


  • Ширина наибольшая ВНБ=12,0 м


  • Высота борта D =5,30 м


  • Осадка по КВЛ T=4,50 м


  • Водоизмещение объемное без в.ч. V=2731 т


  • δ=0,655


  • α=0,807


  • β=0,978


  • v=13,5уз.= 6,94м/с


Расчет сопротивления воды и буксировочной мощности

Ходкость – способность судна перемещаться с заданной скоростью при наиболее эффективном использовании мощности судовой энергетической установки.

Буксировочная мощность – мощность, которая потребна для сообщения судну движения с заданной скоростью.

Сопротивление воды движению судна – горизонтальная составляющая гидродинамических сил давление воды на направление движения.

Судно как объект, движущийся по поверхности воды, испытывает с ее стороны сопротивление своему движению двойной природы: оно затрачивает энергию на преодоление вязкости воды и на возбуждение колебаний ее поверхности – корабельных волн, т.е. вода сопротивляет движению воздуха вязкостью(сопротивление трения) и весом(сопротивление давления).

Так как сопротивление давления в носе больше чем на корме, что вызывает образование волн, вихрей в корме, то при рассмотрении сопротивления давления принято также учитывать сопротивление формы. А при расчетах сопротивление воды складывается из сопротивления трения и остаточного сопротивления

Сопротивление жидкости движению тела определяется характером ее течения в пограничном слое; параметром этого течения является число Рейнольдса :

где:


ν — кинематическая вязкость жидкости (для воды ν = 1,15•10-6 м2/c), для воздуха ν = 1,5•10-5 м2/c),
L — длина пограничного слоя, отсчитываемая от точки его образования, т.е. от переднего конца тела,
V — скорость движения тела.

Известно, что на плоской пластине при Re < 105 жидкость течет ламинарно в виде отдельных несмешивающихся слоев, параллельных плоскости пластины. При Re > 105 пограничный слой турбулизуется; в нем изменяются структура потока, профиль скоростей и т.п. Для турбулентного течения характерны вихреобразование, перемешивание жидкости, cложные, меняющиеся во времени и в пространстве пульсации скорости и давления. Величина Re, при которой происходит турбулизация пограничного слоя, называется критической; Re критическое достигается на некотором удалении от переднего конца обтекаемой жидкостью пластины; с ростом скорости течения точка турбулизации смещается к переднему краю. На шероховатых поверхностях турбулизация происходит раньше.

Порядок расчета


  1. Определяем число Фруда и скорость движения:

где - ускорения свободного падения, 9,81 м/с2



- длина по КВЛ, м

  1. Определяем число Рейнольдса:

где - кинематическая вязкость жидкости, м2



  1. Определяем коэффициент Прандтля-Шлихтинга:

Cт=

  1. Определяем площадь смоченной поверхности судна, м2:

Где – осадка судна, м


B – ширина наибольшая, м
- коэффициент общей полноты

  1. Определяем сопротивление трения:

где – плотность морской воды, 1,025 т/м3


– коэффициент шероховатости, 0,0002

  1. Определяем коэффициент остаточного сопротивления:

2*k3

где - коэффициент остаточного сопротивления базового судна, снимается с графиков на стр 104 Жинкин


i – коэффициенты влияния, учитывающие различие в некоторых основных параметрах формы(L/B, B/T и др), снимается с графиков на стр 104-105 Жинкин

  1. Определяем остаточное сопротивление:



  1. Определяем сопротивление воды:



  1. Определяем буксировочную мощность:

Вычисления:


= 13,5 * 0,514=6,94 м/с
Fr5=6,94/√(9,81*77,2)=0,25
Fr1=0,21
Fr2= 0,22
Fr3=0,23
Fr4=0,24

v1= 0,21*√(9,81*77,2)=5,78 м/с
v2=0,22*√(9,81*77,2)=6,05 м/с
v3=0,23* √(9,81*77,2)=6,33 м/с
v4=0,24* √(9,81*77,2)=6,6 м/с

Re1=5,78 *77,2/1,57*10-6=284,38 * 106


Re2=6,05 *77,2/1,57*10-6=297,66 * 106
Re3=6,33 *77,2/1,57*10-6=311,44 * 106
Re4=6,6 *77,2/1,57*10-6=324,72 * 106
Re5=6,94 *77,2/1,57*10-6=341,45 * 106

1=0,455/(lg284,38 * 106)2,58= 1,85*10-3


2=0,455/(lg297,66 * 106)2,58= 1,83*10-3
3=0,455/(lg311,44 * 106)2,58= 1,82*10-3
4=0,455/(lg324,72 * 106)2,58= 1,81*10-3
5=0,455/(lg341,45 * 106)2,58= 1,8*10-3

Ω=77,2*4,5 (2+1,37*(0,655-0,247)*(12/4,5))=1214,23 м2

1=(0,0002+1,85*10-3)*1,025*(5,782/2)* 1214,23=43,66 кН
2=(0,0002+1,83*10-3)*1,025*(6,052/2)* 1214,23=46,24 кН
3=(0,0002+1,82*10-3)*1,025*(6,332/2)* 1214,23=50,37 кН
4=(0,0002+1,81*10-3)*1,025*(6,62/2)* 1214,23=54,49 кН
5=(0,0002+1,8*10-3)*1,025*(6,942/2)* 1214,23=59,94 кН

= 0,78*10-3*1,2*0,92*1,02=0,88*10-3
= 0,8*10-3*1,2*0,92*1,02=0,9*10-3
= 0,9*10-3*1,2*0,92*1,02=1,02*10-3
= 1,0*10-3*1,2*0,92*1,02=1,13*10-3
= 1,1*10-3*1,2*0,92*1,02=1,24*10-3

Ro1=0,88*10-3*1,025*(5,782/2)* 1214,23=18,29 кН


Ro2=0,9*10-3*1,025*(6,052/2)* 1214,23=20,49 кН
Ro3=1,02*10-3*1,025*(6,332/2)* 1214,23=25,43 кН
Ro4=1,13*10-3*1,025*(6,62/2)* 1214,23=30,63 кН
Ro5=1,24*10-3*1,025*(6,942/2)* 1214,23=37,17 кН

R1=43,66+18,29=61,95 кН


R2=46,24+20,49=66,73 кН
R3=50,37+25,43=75,8 кН
R4=54,49+30,63=85,12 кН
R5=59,94+37,17=97,11 кН

1=61,95*5,78=358,07 кВт


2=66,73*6,05=403,72 кВт
3=75,8*6,33=479,8 кВт
4=85,12*6,6=561,79 кВт
5=97,11*6,94=673,94 кВт

Таблица 1. Расчет сопротивления воды и буксировочной мощности



Fr

0,21

0,22

0,23

0,24

0,25

v, м/с

5,78

6,05

6,33

6,6

6,94

Re

284,38*

297,66*

311,44*

324,72*

341,45*

Cт*10-3

1,85*

1,83*

1,82*

1,81*

1,8*

Rт, кH

43,66

46,24

50,37

54,49

59,94

Com*10-3

0,78

0,8

0,9

1,0

1,1

K1

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

K2

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

K3

1,02

1,02

1,02

1,02

1,02

Coc*10-3

0,88

0,9

1,02

1,13

1,24

Ro, кН

18,29

20,49

25,43

30,63

37,17

R, кН

61,95

66,73

75,8

85,12

97,11

Nб, кВт

358,07

403,72

479,8

561,79

673,94

График Nб(v)

График R(v)





Расчет гребного винта при заданной скорости

Наиболее распространенными среди гидрореактивных движителей благодаря простоте устройства и работы, компактности, надежности в эксплуатации и наибольшему коэффициенту полезного действия являются гребные винты.

Винты состоит из ступицы и лопастей, являющихся его рабочими элементами.

Л
опасть
– крылообразное тело, создаваемое двумя винтовыми поверхностями, линия пересечения которых называется контуром. Как и у крыла, у лопасти различают 2 кромки – входящую, направленную навстречу потоку, и выходящую – противоположную первой. Граница между ними – край лопасти – самая удаленная от оси точка гребного винта. Участок, примыкающий к ступице, называется корнем лопасти. Поверхность лопасти винта, обращенная в корму и воспринимающая при переднем ходе судна повышенное давление называется нагнетающей. Поверхность лопасти, обращенная в нос и воспринимающая при переднем ходе судна пониженное давление, называется засасывающей.

При вращении винта его лопасти отбрасывают массы воды в одну из сторон. Реакция этой воды воспринимается нагнетающей поверхностью лопасти, создающей упор винта, который через ступицу и гребной вал передается на упорный подшипник, преобразуясь в силу, движущую судно. 

Основные геометрические характеристики гребного винта – число лопастей, диаметр, шаг, диаметр ступицы, форма профиля лопасти, площадь её спрямленной поверхности.

Шагом винта Н называется путь в направлении оси, который проходит любая точка поверхности винта за один его оборот.  Свой рабочий шаг с учетом


потери части упорной силы на скольжение и другие сложные явления гребной винт развивает после того, как судно начнет двигаться с нормальной скоростью при данной частоте его вращения. Так как гребной винт вращается не в твердом теле, а в воде, то он не в СОСТОЯНИИ сдвинуть судно за один оборот на полную величину своего шага по отношению к окружающей воде. Это явление объясняется скольжением лопастей о воду.

Диаметром гребного винта D называется диаметр окружности, описанной вершиной лопасти. Диаметр винта крупных судов доходит до 12,0 м.

Число лопастей гребного винта Z= 2-8 в зависимости от типа судна

Отношение H/D шага винтовой поверхности, положенной в основу образования лопасти, к диаметру винта называют шаговым отношением.

Отношение площади спрямленной поверхности всех лопастей АЕ к площади диска(гидравлического сечения) гребного винта А0 называется дисковым отношением.

Относительный диаметр ступицы dH=0,16-0,35

Применяют гребные винты правого и левого вращения, их различают по общим правилам: если винт завинчивается вращением по часовой стрелке, то он называется винтом правого вращения, а если против часовой стрелки — винтом левого вращения. 

В зависимости от конструкции их подразделяют на два типа: цельные винты (ступица с лопастями изготовляется совместно) и винты со съемными лопастями, применяемые на судах, плавающих во льдах. Такие винты называются винтами фиксированного шага, а винты, имеющие механизмы, поворачивающие лопасти в ступице и изменяющие шаг винта, называются винтами регулируемого шага. 


Порядок расчета:

  1. Определяем коэффициент попутного потока:



  1. Определяем коэффициент засасывания:



  1. Определяем максимальный диаметр винта:



  1. Определяем упор:


где: - тяга винта, кН определяется по графикам в Приложении

  1. Определяем скорость потока жидкости, проходящее через диск винта:



  1. Определяем давление в потоке на бесконечности



  1. Определяем дисковое отношение, необходимое для выбора диаграммы расчета гребного винта:

где z – число валов


- число лопастей
– давление воды при комнатной температуре, кПа

  1. Определяем частоту гребного винта:



где - количество оборотов гребного винта, об/мин

  1. Определяем коэффициент задания :



  1. Определяем относительную поступь по диаграмме для расчета гребных винтов

  2. Определяем диаметра винта

12 Определяем коэффициент упора:



13 Определяем КПД, учитывающий влияние корпуса судна



14 Определяем пропульсивный КПД:



где – КПД винта, который определяем по диаграмме для расчета гребного винта

15 Определяем мощность электродвигателя:

где - буксировочная мощность, кВт определяется по графикам в Приложении


- КПД валопровода

- КПД передачи мощности

Вычисления:


=12,5 узлов

=12,5*0,514=6,43 м/с

Wt=0,5*0,655+0,02=0,35

t=0,7*0,35=0,25

Т=82,93/(1-0,25)=62,19 кН

Dmax=0,75*4,5=3,38 м

va=6,43*(1-0,35)=4,18 м/с

Po=101+(4,5/2)*10,05=123,61 кПа



=(1,5+0,35*4)* 62,19/((123,61-2,3)*3,382)+0,2 = 0,33

1=80/60=1,33 об/с
2=100/60=1,66 об/с
3=120/60=2 об/с
4=140/60=2,33 об/с

Knt1=4,18/√1,33*4√(1,025/62,19)=1,31


Knt2=4,18/√1,66*4√(1,025/62,19)=1,17
Knt3=4,18/√2*4√(1,025/62,19)= 1,07
Knt4=4,18/√2,33*4√(1,025/62,19)=0,98

D1=4,18/(0,8*1,33)=3,93 м


D2=4,18/(0,72*1,66)=3,49 м
D3=4,18/(0,65*2)=3,22 м
D4=4,18/(0,6*2,33)=2,99 м

Отказываюсь от дальнейшего расчета 1, 2 т.к. D> Dmax и ввожу 5=160 об/мин,

Knt5=4,18/√2,66*4√(1,025/62,19)= 0,92
Knt6=4,18/√3*4√(1,025/62,19)=0,87

D5=4,18/(0,57*2,66)=2,75 м


D6=4,18/(0,53*3)=2,63 м

Kt3=62,19/(1,025*22*3,224)= 0,141


Kt4=62,19 /(1,025*2,332*2,994)=0,139
Kt5=62,19/(1,025*2,662*2,754)=0,15
Kt6=62,19/(1,025*32*2,634)=0,14

=(1-0,25)/(1-0,35)=1,15

3=0,67*1,15=0,77
4=0,65*1,15=0,75
5=0,64*1,15=0,74
6=0,63*1,15=0,72

Ne3=547,32/(0,77*0,98*0,8)=910,68 кВт


Ne4=547,32/(0,75*0,98*0,8)=927,66 кВт
Ne5=547,32/(0,74*0,98*0,8)=943,66 кВт
Ne6=547,32/(0,72*0,98*0,8)=977,36 кВт

Таблица 2. Расчет гребного винта, обеспечивающего заданную скорость



, об/мин

80

100

120

140

160

180

, об/с

1,33

1,66

2

2,33

2,66

3

Кnt

1,31

1,17

1,07

0,98

0,92

0,87

J

0,8

0,72

0,65

0,6

0,57

0,53

D

3,93

3,49

3,22

2,99

2,75

2,63

Kt







0,141

0,139

0,15

0,14









0,67

0,65

0,64

0,63









0,77

0,75

0,74

0,72

Ne, кВт







910,68

927,66

943,66

977,36

Выбираем наиболее оптимальный двигатель “Yanmar” T260series =1030(кВт), число оборотов n=700 (об/мин). Принимаем передаточное число редуктора

по i=5,8 для уменьшения оборотов винта.



(об/мин)

Хотя выбранный двигатель и имеет несколько большую, чем требуемая мощность, но в силу различия в частоте вращения скорость судна в принципе может и уменьшиться, поэтому проводим расчет снова, учитывая факторы выше.



v=6,43 м/с

v-5%=6,11 м/с

v-+5%=6,75 м/с

v+10%=7,07 м/с

v+15%=7,39 м/с

va1=6,11*(1-0,35)=3,97 м/с
va2=6,43*(1-0,35)= 4,18 м/с
va3=6,75*(1-0,35)=4,39 м/с
va4=7,07*(1-0,35)=4,59 м/с
va5=7,39*(1-0,35)=4,8 м/с

Т1=85,49/(1-0,25)=113,99 кН


Т2=89,97/(1-0,25)=119,96 кН
Т3=94,45/(1-0,25)=125,93 кН
Т4=98,93/(1-0,25)=131,91 кН
Т5=103,41/(1-0,25)=137,88 кН

Knt1=3,97/√2*4√(1,025/113,99)=0,87


Knt2=4,18/√2*4√(1,025/119,96)=0,89
Knt3=4,39/√2*4√(1,025/125,93)=0,93
Knt4=4,59/√2*4√(1,025/131,91)=0,94
Knt5=4,8/√2*4√(1,025/137,88)=0,99

D1=3,96 /(0,63*2)=3,14 м


D2=4,17 /(0,65*2)=3,21 м
D3=4,38 /(0,68*2)=3,22 м
D4=4,59 /(0,69*2)=3,33 м
D5=4,8 /(0,72*2)=3,34 м

Kt1=113,99 /(1,025*22*3,144)=0,29


Kt2=119,96 /(1,025*22*3,214)=0,28
Kt3=125,93 /(1,025*22*3,224)=0,29
Kt4=131,91 /(1,025*22*3,334)=0,26
Kt5=137,88 /(1,025*22*3,344)=0,27

1=0,55*1,15=0,63
2=0,57*1,15=0,66
3=0,57*1,15=0,66
4=0,61*1,15=0,7
5=0,61*1,15=0,7

Ne1=593,34/(0,63*0,98*0,8)=1210,89 кВт


Ne2=624,41/(0,66*0,98*0,8)=1224,33 кВт
Ne3=655,49/(0,66*0,98*0,8)=1285,27 кВт
Ne4=686,56/(0,7*0,98*0,8)=1295,39 кВт
Ne5=717,64/(0,7*0,98*0,8)=1354,04 кВт

Таблица 3. Расчет винта, обеспечивающего максимальную скорость



v, м/с

6,11

6,43

6,75

7,07

7,39

va, м/с

3,97

4,18

4,39

4,59

4,8

Те, кН

85,49

89,97

94,45

98,93

103,41

Т, кН

113,99

119,96

125,93

131,91

137,88

Кnt

0,87

0,89

0,93

0,94

0,99

J

0,63

0,65

0,68

0,69

0,72

D

3,14

3,21

3,22

3,33

3,34

Kt

0,29

0,28

0,29

0,26

0,27

η

0,55

0,57

0,57

0,61

0,61



0,63

0,66

0,66

0,7

0,7

Ne, кВт

1210,89

1224,33

1285,27

1295,39

1354,04

График N(v)



График D(v)





Заключение

В данной курсовой работе я произвёл расчёт на сопротивление воды и буксировочную мощность судна на основе его относительных характеристик, а также расчёт гребного винта, обеспечивающего заданную скорость и расчёт гребного винта, обеспечивающего максимальную скорость, составил графики зависимости, рассчитал геометрические размеры гребного винта. По полученным расчётным данным, представленным в курсовой работе, я подобрал оптимальный двигатель для танкера: “Yanmar” T260series с РS=1030кВт, n=700 об/мин. По графикам N(v) и D(v) определяем v=5,19 м/с и D=2,67 м.

Список использованной литературы

  1. Жинкин В.Б.Теория и устройство корабля: Учебник. – 3-е изд., стереотип. – СПб.:Судостроение, 2002.- 336 с., ил.

  2. Трифонов Г.А., Кубрин С.С. Анализ отечественного флота лесовозов//Морские вести России. 2014. № 5. С.- 116-121.

  3. https://poznayka.org/

  4. https://flot.com/


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3

Похожие:

Описание судна… icon2 Классификация способов изготовления секций судна
Общие сведения о судне
Описание судна… iconПредварительная контуровка секций в заданных допусках
Все операции по постройке корпуса судна, начиная с разбивки на плазе и кончая монтажом конструкций на стапеле, выполняют с определенной...
Описание судна… iconГибель «Титаника»,1912 г
Погибли 1500 пассажиров и членов экипажа. И хотя XX столетие ознаменовалось несколькими страшными трагедиями, интерес к судьбе этого...
Описание судна… iconСудовые движители общая классификация движителей
Для приведения судна в движение с заданной скоростью к нему необходимо приложить усилие, равное по величине и противоположное по...
Описание судна… iconОписание предметной области Предметная область

Описание судна… iconК защите допущено
Назначение, краткое техническое описание бороны
Описание судна… iconКонтрольная работа по дисциплине «Выполнение технического обслуживания и ремонта судового оборудования» обучающейся группы 351 см
Выполнение технического обслуживания и ремонта судового оборудования. Осуществление выбора оборудования, элементов и систем оборудования...
Описание судна… iconТитульный лист
Описание основных объектов (элементов) разрабатываемого прикладного решения стр
Описание судна… iconКурсовой проект по дисциплине «Изыскания и проектирование железных дорог». Кп-с-31-02-2018
Описание района проектирования
Описание судна… iconРассмотрение объекта в качестве логистической системы
Определение входов и выходов лс, Описание потоков, проходящих через входы и выходы лс




База данных защищена авторским правом ©refnew.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Методические указания
Лабораторная работа
Методические рекомендации
Практическая работа
Рабочая программа
Учебное пособие
Общая характеристика
Теоретические аспекты
История развития
Пояснительная записка
Дипломная работа
Самостоятельная работа
Методическая разработка
Общие положения
Экономическая теория
Методическое пособие
Направление подготовки
Исследовательская работа
Федеральное государственное
Физическая культура
Теоретическая часть
Усиление колониальной
Общие сведения
Общая часть
государственное бюджетное
реакция казахского
Организация работы
Экономическая безопасность
Общие вопросы
Конституционное право
Управления государственных
Техническое задание
Образовательная программа
Основная часть
прохождении производственной
программное обеспечение
Выпускная квалификационная
Обеспечение безопасности
Правовое регулирование
Российская академия
Понятие сущность
История создания
Техническое обслуживание
муниципальное управление
Земельное право
Административное право
академия народного
образовательное частное