- •12 Ходкость судна
- •12.1 Расчёт сопротивления воды при движении судна.
- •12.2 Расчёт сопротивления движению в ледовых условиях
- •12.3 Предварительный расчёт гребного винта для выбора главного двигателя
- •12.4 Проектировочный расчёт открытого гребного винта, обеспечивающего достижение заданной скорости хода при полном использовании мощности энергетической установки
- •12. 5 Чертёж гребного винта
12 Ходкость судна
12.1 Расчёт сопротивления воды при движении судна.
Сопротивление при движении судна на тихой воде без учёта сопротивления воздуха можно определить по формуле:
R = Rтр + Rост,
где Rтр – сопротивление трения;
Rост – сопротивление остаточное.
Расчёт сопротивления будем вести в таблице 12.1 и строим зависимость на рисунке 12.1
Смоченная поверхность судна складывается из:
где м2,
=57,93м2
=2116 + 53 = 2375 м2.
Таблица 12.1 – Расчет сопротивления и буксировочной мощности
№ п/п |
Обозначение Формулы |
Размер- ность |
Численные значения | |||||
0,6ν |
0,7ν |
0,8ν |
0,9ν |
ν |
1,1ν | |||
1 |
Скорость |
м/с |
3,55 |
4,14 |
4,7 |
5,3 |
5,91 |
6,5 |
2 |
Re,Re= ν/υ, ,/с |
- |
223 |
260 |
295 |
332 |
371 |
408 |
3 |
Коэффициент трения, =0,455/ |
- |
1,91 |
1,87 |
1,84 |
1,81 |
1,78 |
1,72 |
4 |
Надбавка на шероховатость, |
- |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
5 |
Сопротивление трения |
кН |
35,4 |
47,4 |
60 |
75,6 |
92,7 |
109 |
6 |
Число Фруда, |
- |
0,11 |
0,13 |
0,15 |
0,17 |
0,19 |
0,21 |
7 |
-
|
1,5 |
1,53 |
1,57 |
1,7 |
1,82 |
2,3 |
Продолжение таблицы 12.1
8 |
- |
1,03 |
1,03 |
1,03 |
1,03 |
1,03 |
1,03 | |
9 |
- |
1,08 |
1,12 |
1,13 |
1,15 |
1,11 |
0,89 | |
10 |
- |
0,914 |
0,809 |
0,75 |
0,838 |
0,9 |
0,938 | |
11 |
- |
1,525 |
1,428 |
1,37 |
1,687 |
1,873 |
1,978 | |
12 |
Остаточное сопротивление |
кН |
24 |
30 |
37 |
58 |
80 |
102 |
13 |
Полное сопротивление R = Rтр + Rост |
кН |
59,4 |
77,4 |
97 |
133,6 |
173 |
211 |
14 |
Буксировочная мощность Nб=R* ν |
кВт |
210 |
320 |
456 |
708 |
1022 |
1371,5 |
12.2 Расчёт сопротивления движению в ледовых условиях
Для судов ледового плавания категории ICE 3 необходимо вычислить дополнительное к сопротивлению воды, чистое ледовое сопротивление при движении судна в битом льду, толщиной hл= 0,7 м
Расчёт производим по формуле Зуева:
,
где S– сплочённость льда;S=0,8;
- плотность льда;= 0,92 т/;
h– толщина льда;h=0,7 м ;
.
Расчет ледового сопротивления ведём в таблице 12.2. По результатам расчёта строим зависимости ледового сопротивления и буксировочной мощности от скорости на рисунке 12.1.
Таблица 12.2 – Расчёт ледового сопротивления и буксировочной мощности
№ п/п |
Обозначение |
Размер- ность |
Числовые значения | |||
0 |
0,6ν |
0,7ν |
0,8ν | |||
1 |
Скорость, ν |
м/с |
0,00 |
3,55 |
4,14 |
4,7 |
2 |
Сопротивление воды, R, кН |
кН |
0,0 |
59,4 |
77,4 |
97 |
3 |
Число Фруда, Frh |
- |
0,000 |
1,354 |
1,58 |
1,79 |
4 |
Чистое ледовое сопротивление, Rчл, кН |
кН |
132 |
283 |
318 |
354 |
5 |
Ледовое сопротивление Rл= Rчл + R, кН |
кН |
132 |
342,4 |
395,4 |
451 |
6 |
Буксировочная мощность, Nб, кН |
кВт |
0,000 |
1 214 |
1 1637 |
2119,7 |
Рисунок 12.1 - Зависимости сопротивления и буксировочной мощности от скорости