Цель: Основной целью расчета является выбор ВРШ и, при необходимости, передаточного отношения редуктора, обеспечивающих при полном использовании мощности главного двигателя максимальную скорость хода в расчетных условиях плавания.
Исходные данные:
Судно: Рыбодобывающее обрабатывающее судно типа «Моряна».
Главные размерения: Длина между перпендикулярами EMBED Equation.3
Ширина судна EMBED Equation.3
Осадка судна EMBED Equation.3
Коэффициент общей полноты EMBED Equation.3
Расчетный режим работы: режим траления.
Плотность воды EMBED Equation.3
Кривые буксировочного сопротивления представлены на рис 1.
EMBED Equation.3 -режим эксплуатационного рейса на свободном ходу.
EMBED Equation.3 -режим сдаточных испытаний.
EMBED Equation.3 -режим траления.
Кривые буксировочного сопротивления представлены на рис.1.
Главный двигатель: Alpha V23
номинальная мощность: EMBED Equation.3
- номинальная частота вращения: EMBED Equation.3 .
удельный расход топлива EMBED Equation.3 .
Паспортная диаграмма движителя представлена на рис.2.
Рейсовое задание:
перечень эксплуатационных режимов, характеризующихся зависимостями EMBED Equation.3 , где EMBED Equation.3 - требуемая тяга на i – том режиме
режимы: EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 (рис.1.)
EMBED Equation.3
длина пути EMBED Equation.3 , которая должна быть пройдена на каждом режиме: EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
- суточная продолжительность работы судна принимается 24 часа









Определение исходных расчетных величин.
В данном расчете известным является главный двигатель и расчетные условия плавания (зависимость буксировочного сопротивления EMBED Equation.3 от скорости хода EMBED Equation.3 ).
EMBED Equation.3 (1)
EMBED Equation.3 полезная тяга.
Расчетным условием плавания является режим траления. Особенностью расчета является отсутствие заданной скорости хода, а следовательно и необходимой полезной тяги. Однако исследования показали, что полезную тягу можно найти через произведение пропульсивного коэффициента EMBED Equation.3 на коэффициент механических потерь EMBED Equation.3 при передачи мощности от главного двигателя на винт.
EMBED Equation.3 открытые винты (2)
EMBED Equation.3 (3)
На стадии выбора серийной диаграммы EMBED Equation.3 можно принять: EMBED Equation.3 для режима буксировки воза.
Представив графически (1) и (3) можно найти ожидаемую скорость хода EMBED Equation.3 и соответствующую ей полезную тягу.
Графики представлены на рис.2.
EMBED Equation.3
1.1. Габаритный диаметр винта EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 - для одновальных судов. (4)
EMBED Equation.3 - осадка судна в месте расположения движителя.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 .
1.2. Коэффициент попутного потока EMBED Equation.3 : EMBED Equation.3 - формула Хекшера для траулеров.
EMBED Equation.3 - коэффициент продольной полноты.
EMBED Equation.3
1.3. Поступательная скорость гребного винта EMBED Equation.3 : EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 - скорость судна в узлах
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 . (5)
1.4.Коэффициент засасывания EMBED Equation.3 : EMBED Equation.3 (6)
EMBED Equation.3 - коэффициент засасывания на свободном ходу.
EMBED Equation.3 - формула Хекшера для траулеров. (7)
EMBED Equation.3 .
EMBED Equation.3 - коэффициент нагрузки гребного винта по полезной тяге.
EMBED Equation.3 (8)
EMBED Equation.3 - плотность морской воды.
EMBED Equation.3 -площадь диска гребноговинта. (9)
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
1.5. Упор гребного винта EMBED Equation.3 : EMBED Equation.3 (10)
EMBED Equation.3 .
2.Выбор расчетной серийной диаграммы.
Выбор осуществляется таким образом, чтобы в первую очередь обеспечить максимальный коэффициент полезного действия гребного винта при отсутствии кавитации и достаточной прочности движителя.
2.1. Минимальное дисковое отношение EMBED Equation.3 из условия отсутствия кавитации: EMBED Equation.3 (11)
EMBED Equation.3 - минимальное дисковое отношение из условия отсутствия опасных форм кавитации.
EMBED Equation.3 (12)
EMBED Equation.3 - количество лопастей.
EMBED Equation.3 - количество гребных валов.
EMBED Equation.3 - гидростатическое давление на оси гребного винта.
EMBED Equation.3 (13)
EMBED Equation.3 - атмосферное давление.
EMBED Equation.3 - ускорение свободного падения.
EMBED Equation.3 - заглубление оси гребного винта.
EMBED Equation.3 . (14)
EMBED Equation.3 .
EMBED Equation.3 - давление насыщенных паров воды.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
2.2.Минимальная относительная толщина EMBED Equation.3 (15)
EMBED Equation.3 - коэффициент учитывающий механические свойства материала винта.
EMBED Equation.3 - углеродистая сталь.
EMBED Equation.3 .
Вывод: В качестве расчетной серии принимаем:
AU-CP4-70; (Z=4; EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 ).
Серия гарантирует отсутствие опасных форм кавитации.
3. Выбор гребного винта.
3.1. Выбор гребного винта в первом приближении.
Для расчета воспользуемся вспомогательным коэффициентом EMBED Equation.3 Результаты расчета представлены в таб.1 и на рис.1.
Таб.1
Результаты: EMBED Equation.3 =0,790; EMBED Equation.3 EMBED Equation.3
3.1.1. Расчет оптимальной частоты вращения винта EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
3.1.2. Передаточное отношение редуктора.
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3
Принимаем EMBED Equation.3 10,8.
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 .
4. Выбор расчетной (рабочей) диаграммы.
Выбираем серию АU - CP4 – 70 c EMBED Equation.3 .
5. Построение кривой предельной тяги и кривой предельного упора.
Результаты расчета представлены на рис.4 и таб. 2.
Таб.2
6. Анализ кривой предельной тяги и предельного упора.
6.1. Режим траления.
Максимальная скорость хода: EMBED Equation.3
Максимальный упор: EMBED Equation.3 .
Максимальная полезная тяга: EMBED Equation.3
6.2. Режим эксплуатационного рейса. (свободный ход)
Максимальная скорость хода: EMBED Equation.3
Максимальный упор: EMBED Equation.3 .
Максимальная полезная тяга: EMBED Equation.3
6.3. Режим сдаточных испытаний. (свободный ход)
Максимальная скорость хода: EMBED Equation.3
Максимальный упор: EMBED Equation.3 .
Максимальная полезная тяга: EMBED Equation.3
7. Проверка выбранного винта на прочность и отсутствие кавитации.
7.1. Проверка на отсутствие кавитации.
Воспользуемся формулой (11) и получим.
EMBED Equation.3
При эксплуатации гарантируется отсутствие опасных форм кавитации.
7.2. Проверка на прочность.
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 .
Выбранный гребной винт имеет запас прочности.
Расчет производился для режима буксировки воза т.к. является наиболее тяжелым режимом эксплуатации.
8. Заключение.
Выбранный винт имеет следующие характеристики: Серия: AU-CP4-70; Z=4; EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3





Выбор оптимального движителя.
Оптимальным в курсовом проекте принимается движитель, обеспечивающий выполнение рейсового задания в кротчайшие сроки при минимальных затратах топлива.
В качестве критерия качества движителя принимаем коэффициент:
EMBED Equation.3 , где
t – время выполнения рейсового задания , ч.
Ge – рейсовый расход топлива на работу главного двигателя, т.
Наилучшим признается движитель, который соответствует максимальному значению критерия к.
Рейсовое задание включает в себя следующую информацию:
перечень эксплуатационных режимов, характеризующихся зависимостями EMBED Equation.3 , где EMBED Equation.3 - требуемая тяга на i – том режиме
режимы: EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 (рис.1.)
EMBED Equation.3
длина пути EMBED Equation.3 , которая должна быть пройдена на каждом режиме: EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
суточная продолжительность работы судна принимается 24 часа.
плановые скорости снимаются с паспортной диаграммы судна и кривых предельных тяг соответственно для случаев с ВФШ и ВРШ движителями.
В соответствии с изложенным входящие в критерий к параметры t и Ge могут быть определены как:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 , где (S)=миля
EMBED Equation.3 - плановая скорость хода в i – х условиях плавания, уз.
EMBED Equation.3 - удельный расход топлива на номинальном режиме работы, г/кВт*ч.
EMBED Equation.3 - относительный удельный расход топлива на i – том режиме, % от EMBED Equation.3 ; - снимаем с паспортной диаграммы двигателя.
EMBED Equation.3 - эффективная мощность, развиваемая двигателем на полной скорости в i – х условиях плавания, кВт. Для ВФШ снимаем с машинной диаграммы судна, для ВРШ EMBED Equation.3 .
EMBED Equation.3 - продолжительность плавания на i – том ржиме, ч.
n – количество рассматриваемых вариантов эксплуатационных режимов, n = 3.

Расчет критерия качества К представлен в табл.

Вывод: Оптимальным движителем в курсовом проекте принимаем ВФШ.










Список литературы:
Войткунский Я.И. ”Справочник по теории корабля” ,- Л, Судостроение.1985г. Том.1.
Горянский Г.С., Моторный А.В. “Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 140112”.- Калининград – 1985г.