Сопротивление 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:

1. Расчет сопротивления судна;

2. 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.

 

 

 

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.

 

Исходные данные

 

Тип и назначение судна ______________________транспортное

Водоизмещение _____________________________D =_________ т;

Скорость хода _____________________________V =_________уз;

Плотность забортной воды ___________________r = 1,025 _____т×м^-3;

Водоизмещение объемное ___________________Ñ = __________м³;

Длина по ватерлинии________________________L = _________ м;

Ширина по ватерлинии_______________________B =_________м;

Осадка _____________________________________d =_________м;

Коэффициенты теоретического чертежа

общей полноты_______________________C_B =_________

Число гребных валов _______________________Z_P = 1 _________

Число рулей _______________________________Z_R = 1________

Выступающие части _____________________пренебрежимо малы

Расчетные условия

 

1.2.1. Режим расчетный:

Скоростные испытания на мерной линии - расчетная скорость хода

V = ______уз или v = 0,51444V =______м×с^-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.

 

 

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
	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.