Расчет сопротивления по результатам модельных испытаний.

Таблица 8 – Данные для расчетов

Водоизмещение D,т	Zg,м	v, км/ч
	3,6

 

v_m = = 1,32

v = 4,7 скорость судна, м/с

λ = 12,5 – модуль геометрического судна и модели

 

R_m = 37,7 H

 

Рассчитывается площадь смоченной поверхности модели, м²

 

S_m =L_m*(0,8б +0,2)(B_m +2T_m) = 7,8

б – коэффициент общей полноты модели, равный коэффициенту общей полноты судна.

 

б = = 0, 64

T – снимается с кривых остойчивости, м;

 

L_m = = 8, 816 длина модели, м;

 

B_m = = 1, 04 ширина модели, м;

 

T_m = = 0, 18 осадка модели, м;

 

Рассчитывается сопротивление трения модели, Н:

 

Re_m = = 9946256, 41 H = 1*10⁷ Н

v_m = 1,17*10^-6 – кинематический коэффициент вязкости воды при t =14^o C, м²/с

 

ζтр_м = 3,01* 10^-3

 

Rтр_m = ζтр_м* *S_m*10³ = 20,45

p = 1,0 Т/м³ – плотность воды.

Рассчитывается остаточное сопротивление для модели, H

 

R_ост.м. = R_m – R_тр.м = 17, 25

Определяется коэффициент остаточного сопротивления, который считается одинаковым для модели и натурального судна:

 

ζ_ост = = 2*10^-4

 

Рассчитывается остаточное сопротивление для судна, кН

R_ост = ζ_ост* S = 2, 69

S = λ²*S_m = 1219 м² – смоченная поверхность судна

 

Рассчитывается сопротивление трения с учетом шероховатости смоченной поверхности судна, кН

R_тр = (ζ_тр + ζ_m)* = 26, 65

ζ_m = (0,5 0,7)*10^-3 – надбавка на шероховатость к коэффициенту сопротивления трения

ζ_тр = 1, 38*10^-3 коэффициент сопротивления трения для судна, принимаемый в зависимости от числа Рейнольдса

Re = = 329898089 = 3* 10⁸

V = 1.57*10^-6 – кинематический коэффициент вязкости воды при t=4^oС,м²/с

 

Рассчитывается сопротивление выступающих частей судна, кН

R_в.ч. = ζ_в.ч.* S = 4, 03

ζ_в.ч = (0,2 0,3)*10^-3- коэффициент сопротивления выступающих частей.

 

Полное сопротивление:

 

R = R_ост +R_mp +R_в.ч.= 2, 69 + 26, 65 + 4, 03 = 33, 37 кН

 

 

Расчет гребного винта при выборе главного двигателя.

 

Коэффициент попутного потока воды в районе винта:

Ψ = 0,6*(0,5*б – 0,20) = 0,1248

б = – коэффициент общей полноты судна. (0,816)

 

Скорость винта относительно воды, м/с:

v_e = v(1-ψ) = 4,8

 

Упор винта, кН

P_k = = 19, 06

R- полное сопротивление движению судна

X = 2 – число винтов

t = ψ – коэффициент засасывания

 

Далее для 5 значений винта D рассчитываются и определяются следующие величины:

 

Коэффициент упора – диаметра:

 

K’_dk = Dv_e

 

Далее с диаграммы для всех значений коэффициента K’_dk по кривой оптимальных оборотов n_опт снимаются значения коэффициента полезного действия гребного винта η_p = f(K’_dk)

 

Частота вращения винта, об/с

 

n=

 

Мощность на валу винта, кВт

 

N_p =

 

Мощность на валу двигателя, кВт

 

N_e =

η_в = 0,98 – к.п.д валопровода

 

Частота Вращения, об/мин

n_м = 60n

Итоги расчетов помещены в таблице:

 

Таблица 9 – Итоги расчетов

Расчетные величины	D1 =1,4 м	D2 =1,5 м	D3= 1,6 м	D4 = 1,7 м	D5 = 1,8 м
K’dk = Dve	1, 53	1, 64	1, 75	1, 86	1, 97
ηe = f(K’dk)	0,68	0,7	0,8	0,85	0,9
λe = f(K’dk)	1,5	1,6	1,8	1,9
n=	2, 28		1,66	1,48	1,33
Np =	134,54	130,69	114,36	107,63	101,65
Ne =	131,84	128, 07	112, 07	105, 47	99,61
nм = 60n	136,8		99,6	88,8	79,8

 

 

Из-за малой осадки судна порожнем целесообразно использовать винт диаметром 1,4 чтобы не уменьшать эффективность работы двигателя 4-27,5АОL, мощностью 221 кВт, частотой вращения винта 600 об/мин, с частотой вращения редуктора 274, массой двигателя 6500 и удельным расходом топлива 228 кВт.ч