- •1. Расчет сопротивления судна
- •1.1. Исходные данные
- •1.2. Расчетные условия
- •1.3.Сопротивление на скоростных испытаниях
- •1.4. Расчетные параметры и вспомогательные величины
- •1.5. Расчет сопротивления судна в условиях скоростных испытаний
- •2. Расчет гребного комплекса
- •2.1. Расчет гребного комплекса судна на основной расчетный режим
- •2.2.. Расчетные условия
- •2.3. Взаимодействие гребного винта и корпуса судна
- •2.4.. Оптимальная частота вращения гребного вала и потребная мощность на валу
- •2.5. Выбор двигателя
- •2.6. Определение характеристик оптимального гребного винта и оценка достижимой скорости хода на скоростных испытаниях
ПЕРВЫЙ УКРАИНСКИЙ МОРСКОЙ ИНСТИТУТ
Факультет Судовождения
Кафедра Управления судном
Дисциплина
«Теория и устройство судна»,
РАСЧЕТ ХОДКОСТИ СУДНА.
(Рабочая тетрадь)
Выполнил студент гр.________
__________________________
Проверил
доц. Зиньковский-Горбатенко В.Г
«____» _________2012 г
Севастополь 2012
ЗАДАНИЕ
Выполнить расчет сопротивления судна и его гребного комплекса (гребной винт -двигатель) для условий скоростных испытаний.
Общие исходные данные
Коэффициент остаточного сопротивления судна
(по испытаниям крупномасштабной модели)
Коэффициент . |
Fr |
|||||||||
0,0496 |
0,0992 |
0,1488 |
0,1640 |
0,1784 |
0,1933 |
0,2083 |
0,2230 |
0,2381 |
0,2532 |
|
CR·103 |
0,516 |
0,535 |
0,558 |
0,609 |
0,691 |
0,752 |
0,794 |
0,863 |
0,953 |
1,060 |
Индивидуальные исходные данные – длина судна , м, и расчетная скорость хода уз, – см. ПРИЛОЖЕНИЕ: № варианта совпадает с номером студента в списке группы.
Расчет выполняется в виде двух частей:
Расчет сопротивления судна;
Расчет гребного комплекса.
Вторая часть выполняется после одобрения преподавателем результатов части первой.
Результаты работы представляются в текстовой и графической форме.
В заключение расчета требуется выполнить оценку качества данного судна в отношении ходкости путем сравнения мощности двигателя данного судна и лучших по ходкости судов того же водоизмещения и скорости хода.
1. Расчет сопротивления судна
Расчет сопротивления выполняется для условий скоростных испытаний судна в полном грузу на мерной линии. В расчете используются результаты испытаний модели судна в опытовом бассейне при закритических числах Рейнольдса.
По результатам расчета строятся графики сопротивления и буксировочной мощности.
1.1. Исходные данные
Тип и назначение судна ______________________транспортное
Водоизмещение _____________________________ = _________ т;
Скорость хода _____________________________V = _________уз;
Плотность забортной воды ___________________ = 1,025_____тм-3;
Водоизмещение объемное ___________________ = __________м3;
Длина по ватерлинии________________________ L = _________м;
Ширина по ватерлинии_______________________B = _________м;
Осадка _____________________________________d = _________м;
Коэффициенты теоретического чертежа
общей полноты_______________________CB = _________
Число гребных валов _______________________ZP = 1_________
Число рулей _______________________________ZR = 1________
Выступающие части _____________________пренебрежимо малы
1.2. Расчетные условия
1.2.1. Режим расчетный:
Скоростные испытания на мерной линии - расчетная скорость хода
V = ______уз или v = 0,51444V =______мс-1;
1.2.2. Внешние условия на скоростных испытаниях
соответствующие требованиям руководящего документа 4, в том числе:
- глубина моря = м;
сила ветра - не более __3_____баллов;
сила волнения - не более ___2_баллов.
1.3.Сопротивление на скоростных испытаниях
Сопротивление в условиях скоростных испытаний на мерной линии , кН, выполняется по способу Фруда, т.е. при использовании "схемы 1" , т.е.как:
,
где - сопротивление трения эквивалентной гладкой пластины, кН;
- остаточное сопротивление, кН;
- корреляционная поправка, кН;
- поправка на сопротивление выступающих частей, кН.
Сопротивление представляется в виде
,
где - коэффициент сопротивления трения эквивалентной гладкой пластины ("экстра
полятор трения"); обычно принимается по формуле Прандтля-Шлихтинга 1
,
в которой - число Рейнольдса,
,
- коэффициент кинематической вязкости; для морской воды при температуре
К принимается равным м2 с-1 )
- коэффициент остаточного сопротивления. В общем случае является функцией
от параметров формы и числа:
.
. В случае, когда когда принимается по результатам испытаний модели данного
судна; зависит только от числа Фруда)
.
- корреляционная поправка; учитывает (при пересчете на натуру испытаний модели)
масштабный эффект вязкости, влияние немоделируемых факторов (в том числе,
шероховатости обшивки), а также сопротивление воздуха, влияние волнения и
рыскания судна во время проведения его скоростных испытаний. В настоящем
расчете определяется по известным данным 1, 3 , полученным из сравнения
сопротивления судов обычных форм при натурных испытаниях и сопротивления
тех же судов, полученного пересчетом результатов испытаний их моделей по спосо-
бу Фруда. Для одновинтовых судов :
-
,м
50
100
150
200
250
300
350
400
0,35..
0,67
0,28..
0,52
0,20..
0,35
0,11..
0,20
0,0..
0,10
-0,10..
0,0
-0,20..
-0,10
-0,25..
-0,15
-коэффициент сопротивления выступающих частей; определяется по результатам
экстраполяции на большие числа коэффициента сопротивления модели судна,
снабженной выступающими частями и той же модели без выступающих частей ("го
лого корпуса"); изменяется в зависимости от числа винтов и рулей, а также пол
ноты обводов полноты обводов. Согласно 3
;
В настоящем расчете может быть принят равным .
-смоченная поверхность голого корпуса судна, м2;определяется по теоретическому
чертежу судна интегрированием "кривой смоченных полупериметров" шпангоутов
по как ,
У данного судна м2.
Значение , при отсутствии теоретического чертежа, определяется по при
ближенным формулам, полученным для судов соответствующего типа, например,
. формула Первова И.А.
= ___________м2.
При малых числах Фруда ( ) достоверность результатов испытаний в опытовых бассейнах сомнительна, и в расчетах значение при принимается равным его значению, при , приведенном в отчете бассейна.