Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Розрахунок буксирувального опору руху судна та сталої судномеханічного комплексу
Опором руху судна, як зазначено вище, називають проекцію діючих на нього гідродинамічних сил на напрямок швидкості його руху. Він визначається як результуюча проекція на цей напрямок тисків і дотичних напружень, що діють на його поверхню зі сторони потоків води та повітря, які її обтікають. У табл. 1 наведені основні показники танкера-хімовоза FRECCIAMARE дедвейтом 3087 т які необхідні для подальшого виконання завдання. Довжину судна по вантажній ватерлінії LВВЛ визначено за рис. 1, де зображено креслення теплохода. Таблиця 1. Основні показники для розрахунку буксирувального опору руху т/х типу FRECCIAMARE
Буксирувальний опір руху судна - це опір судна з непошкодженим корозією свіжопофарбованим корпусом без гвинта при його поступальному русі уздовж діаметральної площини зі сталою швидкістю на глибокій воді при відсутності хвиль, вітру та течії. В розрахунках буксирувального опору води руху судна опір повітря не враховується. При відсутності вітру аеродинамічний опір незначний, і залежно від швидкості, а також форми надбудов транспортних суден він складає 1,5...3% повного опору. Відповідно до методики, розробленої на кафедрі ССЕУ НУК [3, 6] і використаної у цій КР, буксирувальний опір води руху судна подамо як суму його складових, що вважаються незалежними: R 0 = RV + RW + RA + RAPP + RTR + RB, (12) де Rv – в’язкісний опір води, обумовлений прилипанням її частинок до поверхні судна так появою дотичних напружень (це сума опорів тертя і форми); Rw – хвильовий опір, обумовлений утворенням корабельних хвиль; RA – кореляційна добавка до опору – частина опору, що не враховується іншими складовими; RAPP – опір частин, що виступають; RTR – опір транця; RB – опір бульба. Розробка перших теоретичних формул для розрахунку опору руху тіл у рідині належить Ісаку Ньютону. Запропонована у 1687 р. Ньютоном квадратична залежність гідродинамічних сил від швидкості руху і формула для розрахунку сил тертя до сих пір широко застосовується при вивчені обтікання тіл.
Відповідно до цього окремий опір води руху судна підраховується з використанням, в першу чергу, загальної формули [див. рівняння (25)] де ζ i – безрозмірний коефіцієнт опору; ρ – густина води; v – швидкість ходу судна; Ω i – характерна площа суднової поверхні. Площа поперечного перерізу зануреної частини бульба в площині шпангоута, яка проходить через точку перетину форштевня із розрахунковою ватерлінією, визначається як, м2: Abt = 0,83(Fr - 0,18) b B T при Fr Î (0,24…0,32); (14) A = 0,045 p T 2 при Fr Ï (0,24…0,32), (15) bt де Fr – число Фруда, підраховане при специфікацій ній швидкості vsc (табл.2, п.6). Тут і далі використовуються величини, зміст яких і їх одиниці виміру наведені у подальших таблицях.
Форм-фактор kv, що відображує взаємозв'язок між в'язкісним опором корпусу судна й опором тертя технічно гладенької пластини еквівалентної товщини залежить від низки параметрів підводної частини корпусу, в першу чергу від його довжини, ширини, коефіцієнта поздовжньої повноти тощо. Величина kv може бути розрахована за відповідними формулами [2]. Для спрощення розрахунків в цій КР форм-фактор kv визначається за даними рис. 4, згідно з яким при v sc=11,5 вуз форм-фактор kv =1,59. Коефіцієнти с15, с16 та параметр (табл. 2, пп. 13, 14 і 17), значення яких необхідні для підрахунку хвильового опору [рівняння (27)...(33)], визначаються: Вплив на хвильовий опір транця, бульба, розмірів корпусу судна та інше враховується низкою коефіцієнтів (с 1, с 2 і с 5) [2], або інтегральним коефіцієнтом СW = с 1 с 2 с 5, приблизне значення якого, відповідно до рис. 4, при vsc = 11,5 вуз складає СW =2,08. Розрахунок інших показників для визначення буксирувального опору води руху судна подано в табл. 2.
Рис.4. Приблизні залежності коефіцієнта для розрахунку хвильового опору судна CW, форм-фактора kv і відносного опору частин, що виступають, RAPP від специфікаційної швидкості ходу транспортних суден різної водотоннажності D
Таблиця 2. Розрахунок показників для визначення буксирувального опору руху, які не залежать від зміни розрахункової швидкості ходу
Зазвичай розрахунок опору руху судна здійснюють при різних характерних осадках судна та при декількох швидкостях його ходу, охоплюючи діапазон від малого до максимального ходу, що дозволяє побудувати залежності опору від швидкості з різними середніми осадками. Найбільш характерні осадки - баластна та з повним вантажем, хоча може бути і будь-яка інша. Згідно з завданням розрахункова осадка складає Т = Тввл =5,50 м. Для розрахунків максимальну швидкість ходу можна визначити як νsmax =((1,1...1,05) · νsc). Тоді νsmax = 12 вуз., а розрахункові значення швидкості ходу приймаємо такі: 9, 10, 11, 12 вуз. У рівняння для визначення складових буксирувального опору входять числа Фруда та Рейнольдса, вирази для підрахунку яких при LВВЛ = 82 м (табл. 1), стосовно танкера, і при νs.w = 1,61·10-6м2/с (табл. 2, п. 9) приймають такий вигляд: (23) (24) Розрахункове рівняння для в’язкісного опору, кН, води руху судна при kv =1,59; ρ=1025 кг/м3 і Ω=1265,574 м2 (табл.2, п.8): (25) Параметр для визначення хвильового опору танкера при φ=0,55 і c 15= -1,694 (табл.2, п.4 і п.13) приймає вигляд: (26) Хвильовий опір руху судна, кН:
де р – показник степеня, що визначається як p=a+b. (28) В свою чергу: a = m1 Fr -0,9; (29)
b = m2 cos(l1 Fr -2). (30)
При g = 9,81 м/с2; ρ = 1025 кг/м3; Сw =2,08; V=D/ρ =3087:1,025=3012 м3, m 1= -2,196 і λ 1=0,588 маємо: a = -2, 196 × Fr -0, 9; (31) b = m2 cos( 0, 614 Fr -2 ); (32) Rw = 10-3 ×2,08 × 9, 81×1025 ×3012 × 2, 71 p = 62989, 618 × 2, 71 p. (33)
Вираз для розрахунку кореляційної добавки, у кН, для танкера при СА =0,00055, ρ =1025 кг/м3 і Ω=1265,574 м2 (табл.2, п.19 і п.8) має вигляд: (34) При відносному опорі частин, що виступають, =0, 039 (див. рис.4) розрахункове рівняння для цього опору, кН: RAPP = RV =0, 039× RV @0, 039× RV (35)
Як бачимо, детально розраховуються величини RV, RW і RA. Що стосується інших складових опору, то вони набагато менші від зазначених, у зв’язку з чим підраховуються досить приблизно. Зокрема, опір частин, що виступають, до яких відносять кронштейни, кілі, стерна, направляючі апарати тощо, може бути визначений за рис. 4 згідно з залежністю
RAPP= f (vsc) Залежно від форми транця та числа Фруда, що характеризує режим обтікання його зануреної частини, може бути RTR > 0 [2]. Для даного судна опір транця визначається як частка від в’язкісного опору [2, 3]: RTR= 0,01 RV. (36) У табл. 3 подано розрахунок буксирувального опору води руху танкера- хімовоза типу FRECCIAMARE Dw 3087 т. Крім того, в ній розраховано відносні складові цього опору.
Результати розрахунків подамо у графічному вигляді. За даними табл. 3, побудовано відповідні залежності, а саме: та R = f (vs). При побудові залежностей за розрахунковими даними треба зважати на те, що розрахунок завжди є приблизним. В той же час самі залежності є неперервні гладенькі функції. У зв’язку з цим відповідно до нанесених розрахункових точок проводяться плавні криві, як це зроблено на рис.5. В подальшому доцільно використовувати не розрахункові значення опору, а такі що відповідають графічним залежностям, оскільки вони зазвичай ближчі до істинного опору руху, ніж розрахункові. За результатами розрахунку опору руху можна зробити такі висновки: 1) отримані залежності відносних складових буксирувального опору руху узгоджуються з загальновідомими даними щодо опору руху транспортних суден: хвильовий опір зростає зі збільшенням швидкості ходу інтенсивніше, ніж інщі складові опору, так що його частка в загальному опорі є все вагомішою; 2) незначне відхилення розрахункових точок від графічної залежності R=f(vs) свідчить про те, що прийнята кількість значущих цифр відповідних величин є достатньою, а використані в розрахунках рівняння адекватні даному судну. На танкері-хімовозі типу FRECCIAMARE, яке побудоване у 2009 р. застосовано, як вказувалося раніше, гвинторульові колонки. Для валопроводу з такими підшипниками ККД складає 97 %. Відносний пропульсивний коефіцієнт за умов ЗПВ (h 3%=0) h = 1, а розрахункова пропульсивна потужність ГД при ηс=0,61 (див. розд.1), ηв=0,97, vsc = 11,5 вуз і, відповідно, Rр=87,5 кН (див.рис.5) згідно з формулою (10) становить: Так як двигуна 2, то втрати збільшено у 2 рази, що підвищує потужність також у 2 рази. Тому потужність помножуємо на 2. За цих умов розрахункова стала судно механічного комплексу для судна: CсмкР = NeP/ vs 3 = 1748, 23 / 11, 53 = 1, 149
Відхилення розрахункової потужності Ne p від специфікаційної Nec Таблиця 3. Розрахунок буксирувального опору руху судна FRECCIAMARE
Рис.5. Розрахункова залежность буксирувального опору від швидкості ходу судна FRECCIAMARE
Рис.6. Розрахункова залежность відносних складових (RV,RW,RSi) від швидкості ходу судна FRECCIAMARE
Наведений вище розрахунок залежності R=f(vs) здійснено за скороченою методикою з певними припущеннями, а значення специфікаційного пропульсивного коефіцієнта 0,61, яке застосовано при розрахунку Nе P,є, в певній мірі, середньостатистичним. Таким чином, виконані у цьому розділі розрахунки є ілюстративними, однак їх слід роглядати як прийнятними для розв’язання низки інженерних задач.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-20; просмотров: 546; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.6.226 (0.048 с.) |